近年來，科學家們開始探索反激光器的概念——這種儀器可以完美地吸收特定波長的電磁波，而不是像激光器一樣發(fā)出波長分布極窄的脈沖。

現(xiàn)在研究人員將當前的研究成果公之于世，構(gòu)建了反激光器的藍圖——它比我們以前見過的任何東西都要復雜。

它不僅僅是一種反激光器，還是一種“隨機反激光器”：能夠吸收隨機散射到各個方向的光波。這種能力可能具有各種潛在用途，從手機天線到醫(yī)療設(shè)備——凡是需要接收電磁波的地方，就能用得到。

反激光可能聽起來很高大上，但它的基本思想實際上已經(jīng)寫到了名字里。據(jù)研究人員稱，你可以把它想象成反向發(fā)生的激光——被吸收而不是被輻射出。

“到目前為止，反激光只能在一維結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)，激光從兩側(cè)射入?！眾W地利維也納技術(shù)大學的Stefan Rotter說道，“我們的方法更具通用性：我們能夠證明，即使是在二維或三維的任意復雜結(jié)構(gòu)中，它也能完美地吸收特定波長的電磁波。這種新穎的概念擁有更為廣泛的應(yīng)用前景。 ”

正是這種多功能性和靈活性使新型反激光器與之前設(shè)計區(qū)別開來。該團隊進行了一系列計算和計算機模擬，推斷出新型反激光器的工作原理，然后開始實物測試。

反激光過程的關(guān)鍵步驟是找到輸入信號的波前(波陣面)，以便完美地吸收它們。然后，它就能吸收通過各種無法預測途徑到達的波——從多個源反射的散射信號。

“我們被各種復雜方式散射的電磁波所環(huán)繞——想想手機信號在到達你的手機之前會反射幾次?！盧otter說，“這種多次散射在所謂的隨機激光器中得到了實際應(yīng)用。反激光器基于無序介質(zhì)，具有隨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以捕獲光線，并在提供能量時發(fā)出非常復雜的系統(tǒng)特定激光場。”

在建造反激光器時，科學家們安裝了一系列隨機放置的特氟龍圓柱體，并發(fā)送微波信號通過它們散射出去——有點像巖石在溪水中使水波偏轉(zhuǎn)。研究人員千方百計使信號吸收率達到了驚人的99.8％。

然而，這一壯舉僅出現(xiàn)在嚴格控制的情況下——團隊首先需要測量出波反射過程，然后以精細調(diào)節(jié)中央天線以吸收它們。同時，必須仔細校準信號頻率和吸收強度。

雖然只經(jīng)過第一場實驗，但它前途一片光明，該項目背后的理論物理學表明，它可以適應(yīng)一系列其他信號類型和應(yīng)用場景。研究人員寫道，它可能適用于“需要完美聚焦、路由或吸收波”的任何場景。

“想象一下，如你可以用正確的方式調(diào)整手機信號，這樣手機的天線就可以完全吸收信號，”Rotter說，“同樣在醫(yī)學上，我們經(jīng)常需要將能量傳遞到一個非常具體的對象上——如震動波擊碎腎結(jié)石?！?br />
反激光治療對我們來說是非常酷的概念。

該研究發(fā)表在《自然》雜志上。