钻石激光曾经是詹姆斯·邦德的幻想，现在正成为现实。

突破性的研究正在利用钻石的独特特性来开发新一代激光器，这可能带来许多好处，从更好地治疗皮肤疾病和糖尿病相关的眼部疾病，到改善污染监测和航空工程。

斯特拉斯克莱德大学的一个研究小组开发了一种新型的高性能、超万能的拉曼激光器*，它利用钻石产生比目前的拉曼激光器功率更大、颜色范围更广的光束。这些功能可能会带来重要的新应用。这项研究由工程与物理科学研究委员会(EPSRC)资助。

尽管澳大利亚的研究人员也在研究基于钻石的创新拉曼激光技术，但斯特拉斯克莱德团队已经实现了两个主要的世界第一:

有史以来第一个“可调”的钻石拉曼激光器，可以调整光的颜色以满足特定的需求(例如，治疗血管病变需要一种黄色/橙色的光，这是传统激光器难以产生的，但需要它最大限度地吸收病变，同时最大限度地减少对周围组织的损害)。支撑这一突破的事实是，钻石的光学特性使钻石激光器产生一系列传统方法难以产生的颜色。例如，在医学上可以用于治疗血管病变或眼后部血管视网膜出血等情况的黄/橙光。

第一个连续工作的金刚石拉曼激光器。这一点很重要，因为只能提供短脉冲光的激光器不适用于某些医疗和其他应用(例如，脉冲会破坏眼睛的脆弱结构)。因此，在高敏感区域的医疗中，有时使用脉冲激光会产生太多的声干扰。

斯特拉斯克莱德大学光子学研究所(University of Strathclyde’s Institute of Photonics)的马丁·道森(Martin Dawson)教授发起并监督了这个项目，他说:“我们的新激光器可以产生从电磁波谱中紫外线部分的低端到可见光部分，一直到红外区域的中部的光。这意味着它们可以填补激光能力方面的许多现有差距。”

传统上用于拉曼激光器改变光颜色的硅和其他材料，由于材料的物理特性，受到激光功率和它们能产生的颜色范围的限制。例如，它们相对有限的导热能力限制了可以产生的激光输出量，而它们特殊的光学特性限制了它们产生某些有用颜色的光的能力。相比之下，金刚石具有无与伦比的热导率，结合其独特的强度、刚性和光学特性，使其成为激光的理想使用。

斯特拉斯克莱德大学的艾伦·肯普博士是该项目的首席研究员，他说:“在激光中直接利用单晶钻石打开了一个无限可能的世界。一个关键的好处是你不需要一个大的晶体来产生你需要的能量，所以你可以使激光更小。传统的拉曼激光器必须包含一个3-6厘米长的晶体。但我们的新激光器可以用2-6毫米长的钻石晶体产生相同的功率。这意味着激光可以被部署在目前它们无法到达的有限空间——比如航空应用和医学领域，这些领域需要特殊颜色的高功率激光，但太空是非常宝贵的。”

Jennifer Hastie博士领导的项目展示了第一个可调谐的钻石拉曼激光器，通过将拉曼晶体融入半导体磁盘激光器实现;这是一种新型的可调谐激光器，由光子研究所广泛开发:“拉曼激光器的工作原理是将泵浦光束通过晶体，从而产生热量，当热量产生时，激光束会转换成不同的颜色。如果泵浦光的初始颜色是可调的，例如，由半导体磁盘激光器提供的泵浦光，我们就可以实现拉曼激光颜色的调谐。”

该团队与英国的Element Six公司密切合作，该公司是人造钻石制造的世界领导者。人造钻石不仅可能比天然钻石便宜，而且非常适合用于激光，因为它们可以被设计成提供所需的精确光学特性，而这是天然钻石很难做到的。

道森教授说:“我们已经证明，金刚石拉曼激光有潜力成为一项重要而独特的技术。创新激光技术的发展是一个非常具有竞争力的领域，EPSRC的支持使我们能够实现真正世界领先的进步，具有巨大的潜力。我们现在的目标是在迄今为止取得的成功基础上进一步发展，以期在5-10年内帮助新一代激光器投入使用。”

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