美国科罗拉多大学博尔德分校的物理学家团队取得重大突破，成功演示了一种新型真空紫外（VUV）激光技术。该技术在效率上比现有同类技术高出100至1000倍，这一成果由JILA研究所（科罗拉多大学与美国国家标准与技术研究院NIST联合成立）的Henry Kapteyn和Margaret Murnane教授领导，2024年博士毕业生Jeremy Thurston具体负责实施。该研究结果将于3月17日和19日在美国丹佛举行的美国物理学会全球物理峰会上公布。
真空紫外光位于可见光与X射线之间，波长极短（约100至200纳米），长期以来是激光领域的“禁区”。由于几乎所有物质都会强烈吸收该波段的光线，传统技术难以产生高强度、高相干性的光束。科罗拉多团队创新性地采用了一种名为“反谐振空心光纤”的特殊装置，其结构类似左轮的弹巢，由一个中心大管和七个外围小管组成。团队将普通的红蓝激光束注入该光纤，使其与内部的氙气原子相互作用，成功将可见光转换为高效的真空紫外光。
这项技术的核心优势在于其紧凑性与高功率。Murnane教授指出，新激光器的体积仅相当于普通办公桌大小，却能实现以往需要占据整层楼的大型设备才能达到的性能。这意味着科学家将能够以前所未有的分辨率观察微观世界，例如实时追踪燃料燃烧过程中的分子变化，或在纳米电子芯片中检测出肉眼无法察觉的微小缺陷，这对提升半导体良率至关重要。
此外，该技术还为制造便携式核钟铺平了道路。核钟利用钍原子核的能级跃迁来计时，其理论精度远超现有的原子钟。Murnane解释称，当激光波长精确调谐至148.3821纳米时，钍原子会产生独特的能量波动，如同摆钟的摆动。这种超高精度计时器未来可应用于不依赖GPS的深空导航，甚至帮助人类寻找太阳系外的宜居行星。目前，生成该特定波长的激光通常需要庞大的设备，而新方案有望大幅降低成本并简化部署。
对于中国半导体及精密制造行业而言，这一技术突破具有极强的参考价值。随着芯片制程不断向纳米级演进，对缺陷检测精度的要求日益严苛，这种高效、紧凑的真空紫外光源可能成为下一代光刻检测或材料分析的关键工具，值得中国科研机构和科技企业密切关注其后续的工程化进展。
