五年前，两位科学家对创造声子激光器表达了相当大的科学兴趣，这种激光器用微小固体粒子的振动代替光波的振荡。
在今年早些时候发表的一项研究中，研究人员展示了最亮的声子激光器。为什么是声子?因为声音是由被称为声子的粒子组成的。在湖南师范大学的惠静和他的同事的带领下，这种新型激光器被誉为有史以来最强大的声音激光器。
正如研究中所述，声子激光器，即光学激光器的机械模拟物，是独特的工具。这些激光器是增强和控制微物体声子激光器的重要一步。值得注意的是，它们的应用范围从超声波传感到大气监测，甚至生物医学诊断。
但它是如何工作的呢?
如前所述，一个反射室、一个小珠子和一个电极协同产生一束类似激光的声音粒子束，其功率和聚焦度是其他发射声音粒子而不是光的“声子激光器”的十倍。这个大约有细菌大小的小珠子是该设备的心脏。
科学家们用两条光线将珠子悬浮起来，并用一个反射室将其包围。这种珠子的微小振动产生了声子，即发出声音的非常小的粒子。与以前的激光器相比，这种激光器可以工作一个多小时，因为位于珠子下面的电极有助于它持续更长、更有力。
这能给我们带来什么?
荷兰代尔夫特理工大学的Richard Norte在接受《新科学家》采访时表示，考虑到光学激光器对现代生活的影响，人们对声子激光器感到兴奋。他解释说，声子激光器可能需要多年的研究和工程才能达到与光学激光器相同的实用水平。
过去的声音
根据2021年发表在《自然》杂志上的一项研究，瑞利勋爵在1878年观察到了伦敦圣保罗大教堂著名的声波现象;“从我在圣保罗窃窃私语画廊所做的一些观察来看，我倾向于认为对主要现象的解释有所不同。”如今，许多研究小组正在努力寻找使用这些有趣的激光改善世界的方法。
研究摘要
声子激光器作为光学激光器的机械类似物，不仅是声子学基础研究的独特工具，也是声学成像和力传感等多种应用的独特工具。最近，通过在光学镊子中悬浮微小尺寸的球体，在声子激光区域中观察到高阶机械谐波，这是迈向非线性悬浮光学力学的第一步[Nat.Phys.19414(2023)]。
然而，所观察到的谐波的激光强度和质量因子通常都非常低，因此严重阻碍了它们的应用。在这里，我们表明，通过对这种悬浮的微球应用简单但强大的电子控制，声子激光器的亮度可以提高三个数量级，包括基本模及其所有高次谐波。此外，在这样的电光机械系统中，它们的线宽和频率稳定性得到了巨大的改善，同时还进一步改善了高阶声子相干性。
这些结果，作为增强和控制微物体声子激光器的重要一步，可以很容易地用于涉及非线性声子激光器的广泛应用，如声学频率梳、超声波传感、大气监测，甚至悬浮微小物体的生物医学诊断。
