可任意調節波長的雷射

Original publish date:Oct 08, 2004

編輯 John C. H. Chen 報導

英國科學家發現一種可以將市面上的二極體雷射的波長任意調整的方式。

雷射在一般日常生活中的用處很廣，而且很多雷射相關產品並不貴，例如雜貨店裡面的條碼讀取機或是簡報時常用的雷射筆都以所謂的二極體雷射為主要雷射源。一般二極體雷射的波長範圍大約是從橘光到紅外光，一旦超出這個範圍之外，雷射的價格便貴的嚇人，所以科學家一直在想辦法控制雷射的波長，以使雷射的價格更為可親。

一般的做法稱為拉曼(Raman)方法，主要是將雷射射入拉曼原子中﹙例如氫原子﹚，氫原子便會吸收部分入射光的能量轉換成原子轉動或震動的能量，並將剩餘的能量以波長較長的光子發射出去。而這個剩餘光子再和其他的光子與拉曼原子進行類似的作用，可得到兩個同調的剩餘光子，反覆這個過程便可以得到一個新波長的光束 。用這種方法的確可以得到較長的雷射波長，但是效率很差。相反的如果光子是從原子得到能量，則可以得到較短的光波長。

英國University of Bath的科學家University of Bath將雷射光引入一束直徑五十微米的光纖。這個特別的光纖內部有蜂窩狀的直徑七微米的細孔，而且灌滿了氫氣。他們將紅外線波長的雷射射入這個三十五公尺長的光纖中，發現拉曼效應的轉換率高達百分之九十二，而且只要四瓦的雷射功率便可以達到過去百萬瓦功率雷射才能達到的效果。

這項工作將可對許多領域造成重大影響，例如醫院將可以用更便宜的紫外光雷射來治療癌症等疾病，而研究人員也可以有更多波長的雷設供實驗之用。

原始論文
F. Benabid et al., “Stimulated Raman Scattering in Hydrogen-Filled Hollow-Core Photonic Crystal Fiber,” Science 298, 399 (2002).

參考來源：

• Physical Review Focus: Holey Fibers Shed New Light

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