以色列理工学院 学分:以色列理工学院 《物理评论十》最近报道了一种来自以色列理工学院的新光学谐振器，这种谐振器在谐振增强方面是前所未有的
由研究生雅各布·海尔-奥尔登在塔尔·卡蒙教授的指导下开发的这种技术型谐振器在谐振增强方面具有破纪录的能力
共鸣器是一种装置，它通过共振增强过程将波从一面墙反射到另一面墙来捕捉波并增强或反射波
今天，世界上有各种复杂和精密的谐振器，也有我们大家都熟悉的简单谐振器
例如，吉他的共鸣箱可以增强琴弦发出的声音，长笛的主体可以增强乐器吹口发出的声音
吉他和长笛是声学共鸣器，声音在共鸣器的壁之间回响
在物理学中，也有光学谐振器，例如在激光设备中
事实上，谐振器是光学中最重要的设备之一:“它是光学的晶体管，”教授说
卡蒙
一般来说，共鸣器至少需要两个镜子来放大反射光(就像在美发沙龙一样)
但是它们也可以容纳两个以上的镜子
例如，三面镜子可以用来反射三角形的光，四面镜子可以反射正方形的光，等等
也可以将许多镜子布置成几乎圆形的形状，以便光循环
环中的镜子越多，结构就越接近完美的圆形
但这并不是故事的结尾，因为光环将光的运动限制在一个平面上
解决方案是一个球形结构，它允许光在通过圆心的所有平面上旋转，而不管它们的倾斜度如何
换句话说，在三维空间中
在从物理到工程的过程中，出现了一个问题，即如何制造一个尽可能接近干净、光滑的球体的谐振器，并给出最佳谐振的最大转数
这是一项挑战，许多研究小组都参与了这项工作，并已研制出一种球形或环形的微型玻璃谐振器，它紧挨着一根窄光纤
这方面的一个例子是教授提出的
两年前卡蒙在《自然》杂志上
在这里，仍然有改进的空间，因为即使是握着球体的杆也造成了球体形状的扭曲
因此，产生了制造浮动谐振器的愿望——一种不被任何物质所束缚的谐振器
20世纪70年代，2018年诺贝尔物理学奖得主阿瑟·阿什金展示了世界上第一个微谐振器，他提出了一种浮动谐振器
尽管取得了成就，但研究方向很快就被放弃了
现在，受阿什金开创性工作的启发，新的浮动谐振器表现出了10，000，000次光循环的谐振增强，而阿什金谐振器中约有300次光循环
悬浮谐振器 在由反射镜99制成谐振器中
9999%的光，光会旋转约一百万转或“往返”
“根据教授的说法
卡蒙说，“如果我们把功率为1瓦的光，类似于手机上的闪光灯，让它在这些镜子之间来回旋转，光的功率将被放大到大约100万瓦——这个功率相当于以色列海法一个大社区的耗电量
例如，我们可以利用高光输出来刺激镜子之间区域的各种光-物质相互作用
" 事实上，100万瓦特是由在物质中来回传播的同一个光粒子组成的，但是物质并不“知道”是同一个光粒子在物质中反复运动，因为光子是无法区分的
它只“感受”到了巨大的力量
在这种类型的装置中，百万瓦特通过小的横截面积也是很重要的
事实上，Kher-Alden开发的装置可以在1000万个圆周行程中传导光线，光线聚焦在比头发横截面积小10000倍的光束区域上
通过这样做，海尔-奥尔登在光的共振增强方面创造了世界纪录
Technion研究人员开发的谐振器是由一滴直径约20微米的高度透明的油制成的——只有一缕头发厚度的四分之一
使用一种叫做“光学镊子”的技术，用光将水滴保持在空气中
这种技术用于在没有材料支撑的情况下将液滴保持在空中，这可能会损坏其球形或弄脏液滴
根据教授的说法
卡蒙说，“这种巧妙的光学发明——光学镊子——被广泛应用于生命科学、化学、微流设备等领域，而恰恰是光学研究人员很少使用它——有点像赤脚走路的鞋匠
在目前的研究中，我们表明光学镊子在光学工程领域具有巨大的潜力
例如，可以使用多个光学钳来构建光学电路，这些光学钳保持许多谐振器并根据需要控制谐振器的位置和它们的形状
" 液滴的微小尺寸也提高了球形的完整性，因为重力几乎不会使它变形，因为相对于液体界面上的表面张力，它在这些尺寸上是边缘的，而表面张力使它成为球形
在Technion研究人员开发的独特系统中，油滴由激光束保持，并接收来自另一根光纤的光，该光纤在光穿过谐振器后也接收回光
根据返回光纤的光的特性，研究人员可以知道水滴内部发生了什么
例如，他们可以关闭进入谐振器的光，并检查光子在消失之前在谐振器中存活多长时间
基于这些数据和光速，他们可以计算出光子在一滴中的平均转数
结果显示了光放大的世界记录:10，000，000个旋转通过一个大约1微米平方的横截面，增加了1千万倍的光
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