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一起来了解一下“细胞激光器”

时间：2019-4-1 10:20作者：update 阅读(621) 评论: 5

导读：细胞激光器是“何方神圣”？这种激光器您是不是很少听说呢？

　　细胞激光器是“何方神圣”？这种激光器您是不是很少听说呢？在说这种激光器前让我们大家来了解一下什么是光流体？

　　光流体是光学和流体利用各自独特的优势相结合而形成的一个多学科交叉的新型研究领域，其概念是在2003年时由美国加州理工大学提出，其中光流体激光器就是在液体环境中实现一些荧光材料的激光输出。由于其体积小，一般在微纳尺度，可作为一种集成光源，有利于推动微流控芯片的发展；同时由于生物机体内存在着天然的液体环境，因而在生物医疗诊断、传感探测和成像等领域有着非常广泛的应用前景。

　　细胞激光器也是一种特殊的光流体激光器，可以在体外模拟生物体生存的液体环境或者是直接在生物体内，通过向细胞内注入荧光材料等方式将荧光材料和生物细胞有机地整合在一起，在外界能量的激励下实现细胞的激光输出。

　　2011年6月，哈佛大学的两位光物理学家通过改造人胚肾细胞，使细胞可以发射出激光信号，这无论是对于基础激光光子学还是生命科学领域都具有重要的研究和应用价值。细胞激光器作为一个前沿交叉学科的研究领域，尚处于发展初期。

　　细胞激光器的实现原理与传统材料的激光器相同，都需要满足激光产生提供能量的抽运源、产生增益信号的增益介质和提供光信号反馈的光学谐振腔这三个必备条件，目前细胞激光器的抽运源主要是掺钕钇铝石榴石等固体激光器以及光参量振荡器等脉冲激光器，抽运脉冲的最佳持续时间为增益介质激发态寿命的十分之一至几倍，也有一些用到的是连续激光器。

　　按照细胞激光器的不同设计腔型，可以大致分为基于法布里波罗腔的细胞激光器的和基于回音壁模式微腔的细胞激光器。关于细胞激光器的研究目前仍处于起步阶段并有着广阔的发展空间。在今后的科学研究中，不仅可以设计研究新的谐振腔型，比如采用化学抽运、电抽运等方式；制备基于光子晶体的谐振微腔；利用细胞质内包含的各种细胞器和微结构形成闭环散射路径来提供光反馈，形成细胞随机激光器，而且可以探索细胞激光器在光学、生物学和医学等领域的应用。

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