我们都经历过湍流的空气和水，但是您知道光也可以湍流吗？

由费德里科·卡帕索（Federico Capasso），罗伯特·L·华莱士（Robert L. Wallace）应用物理教授和温顿·海斯（Vinton Hayes）担任哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）电气工程高级研究员的国际研究人员利用湍流光以产生高精度激光器的特定类型，即为激光频率梳，系统中的以前认为不能产生这种激光的。该发现可用于新一代设备，例如光谱学和传感技术。这项研究发表在《自然》上。

电子显微镜图像，显示缺陷部位的细节。空气缝隙在波导中充当反射点，引起反向传播的波。

频率梳是用于以独特的精度检测和测量不同频率的光的广泛使用的工具。与发射单个频率的常规激光器不同，这些激光器以锁定步长发射多个频率，它们均匀地间隔以类似于梳子的牙齿。如今，它们已用于从环境监测和化学传感到寻找系外行星，光学通信以及高精度计量和定时的所有领域。

Capasso和他在SEAS的团队一直在努力使这些设备更高效，更紧凑，以用于电信和便携式感应等应用。

在2019年，卡帕索和他的团队找到了如何从激光频率梳中传输无线信号的方法，从而创建了第一个激光无线电发射机。研究人员使用形状像很小的Kit Kat棒的半导体量子级联激光器，该激光器通过从一端到另一端反射光来产生频率梳。这种弹起的光产生了相互传播的反向传播波，从而产生了梳齿的不同频率。但是，这些设备仍然发出很多在无线电通信应用中未使用的光。

该论文的第一作者，SEAS的前博士后研究员Marco Piccardo说：“进入这项研究，我们的主要问题是如何为激光无线电制造更好的几何形状。”

Piccardo目前是米兰意大利理工学院的研究员。

用环形波导制造的单片半导体激光器的显微镜图像。当打开时，这些激光中的光表现出湍流，就像暴风雨云的运动一样。这种湍流是产生新频率梳的关键。

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