从光到激光

什么是激光玻璃，它是如何工作的？

激光玻璃是一种固态激光材料，能够受激辐射实现光放大。先向玻璃泵浦能量，能量可以来自闪光灯或二极管，这些能量被吸收并储存在玻璃中。当激光脉冲穿过玻璃，受激辐射过程就会释放存储的能量，从而产生更强的激光束。

这好像有些复杂，请问激光玻璃哪里最吸引你呢？

我在斯克兰顿大学和普渡大学的整个学习期间，甚至在我的职业生涯中，激光仍然是我最喜欢的来探索世界的工具之一，它对于了解光如何与分子和材料相互作用至关重要。例如，在正确的波长和条件下，激光与蛋白质或肽相互作用可以改变形状以模拟蛋白质在人体中的折叠或展开。在杜里埃，我们正与德国同事们一起开发用于一些最令人期待的应用领域的激光玻璃。目前，我们正致力于开发有望对理解聚变反应产生重大影响的激光玻璃，这可能会促成未来新型发电厂的诞生。

激光玻璃目前可应用于哪些领域？

激光玻璃如今被用于许多行业，例如医疗行业。在皮肤科，医疗设备使用激光玻璃去除疤痕组织、头发或纹身。在移动性方面，激光玻璃通过为距离测量提供光脉冲来实现自动驾驶。此外，激光玻璃用于先进的测量系统，以推动科学前沿发展。在此，如果我不提及肖特激光玻璃在当今聚变能研究中所扮演的角色，那将是我的失职，一些大型聚变研究设施正是使用我们的激光玻璃才实现了了不起的结果，例如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的点火设施。

激光玻璃有不同类型吗？

确实如此，由于材料开发人员可以使用多种主体基质、激光离子和激光离子浓度（或者，专业术语称为掺杂浓度），因此激光玻璃有相当多的不同类型。基于数十年的开发和了解，肖特的开发人员利用主体基质、激光离子和掺杂浓度的特定组合来创造独特的材料，这些材料可以产生不同波长的激光并表现出特定的特性。例如，一项开发计划产生了用于激光测距仪的“人眼安全”激光玻璃产品线，而另一项开发计划有助于深入了解高重复率激光系统中不同基质、激光离子和掺杂浓度组合的热力学性能。

激光玻璃如何突破物理极限？

例如，玻璃系统的高强度激光辐射与物质的相互作用可以在受控的实验室环境中产生极端能量。激光与物质的这种相互作用甚至可以模拟类似于太阳内部的温度和压力，从而释放大量能量。当然，利用这种能源作为化石燃料的绿色能源替代品，具有巨大的潜力。此外，这种相互作用的副产品，例如 X 射线、近相对论条件下的带电粒子和高中子计数，都激发了人们对新应用的兴趣。其中一个例子是用中子射线对生物分子进行直接成像。另一个例子是，有可能实现在个别医疗设施内使用放射性同位素的紧凑型发生器。无论如何，我相信激光玻璃将在未来很长一段时间内继续成为一项开创性技术，为科学研究和许多工业应用提供支持。