細胞雷射器

生物雷射發生器

提到雷射，人們通常會想到各種機械雷射發生器，而美國研究人員在英國《自然—光子學》（Nature Photonics）雜誌上報告說，他們首次利用人類細胞製成了生物雷射發生器，也就是用活生生的細胞來產生雷射，即細胞雷射器。

雷射3個要素

產生雷射通常要有3個要素，第一是光源，第二是受激產生雷射的“增益介質”，第三是將所產生的光聚攏到一起的“光學共振腔”。過去，人們都是利用有特殊性質的晶體來充當增益介質，而美國麻薩諸塞綜合醫院的研究人員卻發現，可以利用細胞來充當增益介質。

人體腎細胞改造

研究人員對一些人體腎細胞進行改造，使其能夠產生一種綠色螢光蛋白。這種綠色螢光蛋白發現自會發光的水母，只要用藍光照射，它就會發出綠色螢光。研究人員將這樣的一個腎細胞放在由兩面微小鏡子組成的光學共振腔中，共振腔的寬度只有20微米。在用藍光照射後，光學共振腔中果然放射出了雷射。雖然這種雷射很微弱，但能被清晰地探測到，而用於生成雷射的這個細胞仍然存活。參與研究的馬爾特·加特說，這一成果源於好奇心。由於此前雷射均由各種機械裝置生成，他和同事就想，“為什麼自然界中沒有生物能製造雷射”，產生了用細胞組織試試看的念頭，結果顯示這是有可能實現的。

套用前景

對於這項成果的套用前景，研究人員提出了幾種可能。首先，由於不同的細胞結構所產生的雷射在光學性質上有差異，可以通過分析最後得到的光，來研究細胞和機體組織；第二，目前醫學上有一種光動力療法，可把對光敏感的藥物送到要醫治的機體部位，然後用光照來激發藥效，如果在這種療法中能用上“細胞雷射器”，也許可以增進療效。不過研究人員也表示，要完全實現在機體組織內部產生雷射，還要解決一個問題，即如何在機體組織內形成一個光學共振腔，而不是像本次研究那樣利用外部的兩面小鏡子。

雷射發生器

固體雷射器

固體雷射器一般小而堅固，脈衝輻射功率較高，套用範圍較廣泛。

半導體雷射器

半導體雷射器體積小、重量輕、壽命長、結構簡單，特別適於在飛機、軍艦、車輛和宇宙飛船上使用。半導體雷射器可以通過外加的電場、磁場、溫度、壓力等改變雷射的波長，能將電能直接轉換為雷射能，所以發展迅速。

氣體雷射器

氣體雷射器以氣體為工作物質，單色性和相干性較好，雷射波長可達數千種，套用廣泛。氣體雷射器結構簡單、造價低廉、操作方便。在工農業、醫學、精密測量、全息技術等方面套用廣泛。氣體雷射器有電能、熱能、化學能、光能、核能等多種激勵方式。

液體染料

以液體染料為工作物質的染料雷射器於1966年問世，廣泛套用於各種科學研究領域。現在已發現的能產生雷射的染料，大約在500種左右。這些染料可以溶於酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機塑膠中以固態出現，或升華為蒸汽，以氣態形式出現。所以染料雷射器也稱為“液體雷射器”。染料雷射器的突出特點是波長連續可調。燃料雷射器種類繁多，價格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體雷射器相媲美，套用於分光光譜、光化學、醫療和農業。