高功率鈦藍寶石激光器的尺寸已經縮小，科學家計劃在新芯片的四英寸晶圓上塞入數百或數千個激光器。

斯坦福大學的研究人員制造出了一種鈦藍寶石 ( Ti:Sa ) 激光器，其體積比之前任何類似設備都要小 10,000 倍，并且能夠安裝到芯片上。

到目前為止，這種激光器的成本高達 10 萬美元。但科學家認為，采用 6 月 26 日《自然》雜志上概述的一種新方法，每臺激光器的成本可能會降至 100 美元。

他們還聲稱，未來可以在一塊四英寸晶圓上安裝數千臺激光器，而每臺激光器的成本將降至最低。這些小型激光器可用于未來的量子計算機、神經科學，甚至微觀手術。

實驗性激光依賴于兩個關鍵過程。首先，他們將藍寶石晶體研磨成厚度僅為幾百納米的一層。然后，他們制作出一個由微小脊線組成的旋渦，并用綠色激光筆照射其中。隨著旋渦的每次旋轉，激光的強度都會增加。

" 最棘手的部分之一是平臺的生產，" 這項研究的共同第一作者、斯坦福大學博士生 Joshua Yang 告訴《生活科學》。" 藍寶石是一種非常堅硬的材料。當你研磨它時，它常常不喜歡它，它會破裂，或者損壞你用來研磨的東西。"

然而，一旦這個問題得到解決，楊先生將這個過程描述為 " 一帆風順 "。但他強調，盡管該團隊才剛剛起步，但他們已經可以 " 利用經過十多年才成熟的半導體激光技術 "。

該團隊如此樂觀的原因之一是，其激光器可以調節到不同的波長；具體來說，從 700 到 1,000 納米，或從紅光到紅外光。

楊教授以固態量子比特為例，指出這對于原子研究人員來說至關重要。" 這些原子系統需要不同的能量（才能從一種狀態過渡到另一種狀態），" 他說。" 如果你購買的激光器增益帶寬較小，而另一種過渡超出了該帶寬，那么你就必須購買另一種激光器來解決該問題。"

激光的強度通過晶體表面的一系列渦流增加 （圖源：Joshua Lang 等人，《自然》雜志）

楊和他的同事還創建了一家名為 Brightlight Photonics 的公司，以實現這項技術商業化。

" 我們真正看到的第一個機會是學術研究市場，" 楊說。" 作為研究人員，我們知道對激光器的需求。我們知道我們能提供的產品比目前市場上的產品好得多。"

雖然楊不愿意透露具體價格，但他表示這將取決于內置的功能，但肯定會比目前的 Ti:Sa 激光器低一個數量級。

微型激光器可用于量子計算機——有助于在此過程中使量子計算機變得更小。楊說，它們還可以徹底改變光遺傳學領域，科學家利用大腦內部引導的光來控制神經元；目前，他們使用的是粗光纖技術。最后，微型鈦釔激光器可用于激光手術。

這一切都依賴于楊和他的同事成功地進一步小型化和大規模生產該技術，以便數百甚至數千個激光器可以安裝在一個四英寸的晶圓上。

然而，楊對成功充滿信心，他說他相信第一臺面向學術用戶的 " 可調激光器 " 將在兩年內上市銷售。他補充說：" 這些微型激光器的潛在應用非常廣泛，誰知道五年后我們會在哪里呢？"