鈦寶石波導放大器，該放大器的尺寸為0.5毫米見方

美國斯坦福大學團隊在芯片上制造出一種鈦寶石激光器。與目前的任何其他鈦藍寶石激光器相比，這一原型機的體積縮小了4個數量級(即原來的萬分之一)，成本降低了3個數量級(即原先的千分之一)。無論在規模效率方面，還是在成本方面，這一成果都是一次巨大進步。

鈦藍寶石激光器在尖端量子光學、光譜學和神經科學等許多領域不可或缺，然而其在現實世界卻未能廣泛應用。因為這種激光器通常體積很大且價格昂貴，每臺要花數十萬美元，還需要其他高功率設備(每臺售價約3萬美元)來維持運轉。

此次，研究人員首先在二氧化硅平臺上鋪了一層大塊的鈦藍寶石;再將鈦藍寶石研磨、蝕刻和拋光成極薄的一層，只有幾百納米厚;然后，在該薄層上設計出一個由微小脊線組成的漩渦。這些脊線就像光纖電纜，引導光線不斷循環，強度逐漸增強。這種模式被稱為波導。

剩下的部分是一個微尺度加熱器，它可以加熱穿過波導的光，從而讓研究人員能改變發射光的波長，將光的波長范圍調整到700—1000納米之間，即從紅光到紅外光。在量子物理學方面，這種新激光器可大幅縮小最先進的量子計算機的規模;在神經科學方面，它可在光遺傳學中得到應用，允許科學家通過相對較大的光纖引導大腦內部的光來控制神經元;在眼科方面，它可能在激光手術中與啁啾脈沖放大技術結合，實現新應用，或者提供更便宜、更緊湊的光學相干斷層掃描技術來評估視網膜健康。

審核編輯 黃宇