由加州理工学院制作
可以看到强激光照射低温室内的材料
激光被用来改变材料的透明度
学分:加州理工学院/谢大卫实验室 想象一下可以很容易地变成镜子的窗户，或者不是靠电子而是靠光运行的超高速计算机
这些只是有朝一日可能从光学工程中出现的一些潜在应用，即使用激光快速暂时改变材料特性的实践
加州理工学院物理学教授谢大卫说:“这些工具可以让你轻按开关就能改变材料的电子特性。”
“但是这些技术受到激光在材料中产生过多热量的问题的限制
" 在《自然》杂志的一项新研究中，谢长廷和他的团队，包括主要作者和研究生单俊义，报道了在不产生任何过量有害热量的情况下，成功地使用激光来显著地雕刻材料的特性
“这些实验所需的激光非常强大，所以很难不加热和损坏材料，”单伟强说
“一方面，我们希望材料受到非常强的激光照射
另一方面，我们根本不希望这种材料吸收任何光
“为了解决这个问题，研究小组找到了一个“最佳点”，山说，激光的频率经过微调，可以显著改变材料的性质，而不会产生任何不必要的热量。”
科学家们还表示，他们发现了一种理想的材料来证明这种方法
这种材料是一种叫做三硫化锰磷的半导体，在很宽的红外频率范围内自然只吸收少量的光
在他们的实验中，谢长廷、山和他的同事使用了强红外激光脉冲，每次持续大约10-13秒，来快速改变材料内部的电子能量
结果，对于某些颜色的光，材料从高度不透明的状态转变为高度透明
研究人员说，更关键的是这个过程是可逆的
当激光关闭时，材料会瞬间完全恢复原状，毫发无损
如果材料吸收了激光并被加热，这是不可能的，因为材料需要很长时间来散热
新工艺中使用的无热操作被称为“相干光工程”
" 这种方法是有效的，因为光改变了半导体中电子能级之间的差异(称为带隙)，而不会将电子本身踢到不同的能级，这就是产生热量的原因
谢长廷解释说:“这就像你有一艘船，然后一个大浪袭来，剧烈地上下摇晃着船，没有导致任何乘客摔倒。”
“我们的激光正在剧烈地摇动材料的能级，这改变了材料的性质，但电子保持不动
" 研究人员先前已经理论化了这种方法的工作原理
例如，20世纪60年代，加州理工学院的校友乔恩·H
雪莉(博士
D
63)，提出了如何求解光存在下材料中电子能级的数学思想
在这项工作的基础上，谢长廷的加州理工学院团队与加州大学圣巴巴拉分校的理论家叶梦星和莱昂·巴伦茨合作，计算了锰磷三硫酸盐中激光照明的预期效果
谢长廷说，这一理论与实验吻合得“非常”准确
谢长廷说，这些发现意味着其他研究人员现在可以潜在地利用光来人工制造材料，比如奇异的量子磁体，否则这些材料很难甚至不可能自然制造
“原则上，这种方法可以改变材料的光学、磁性和许多其他性质，”单伟强说
“这是做材料科学的另一种方式
我们可以只采用一种材料，并最终赋予它广泛的有用特性，而不是制造新材料来实现不同的特性
" 这项研究的题目是“弗洛凯工程对光学非线性的巨大调制”
“其他作者包括楚浩(博士
D
17岁)和首尔国立大学的李成民和朴智贤
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