杰夫·布鲁姆菲尔德，来自自然杂志
物理学家们利用备用化学品、从eBay上购买的激光器以及深夜争吵带来的烦恼，制造出了世界上首个室温微波激光器。
这一成就距离首批笨拙的此类设备问世已有近60年，并可能彻底改变通信和太空探索。这项工作本周发表在自然杂志上。
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在激光器出现之前，就已经有了微波激光器，即激射器。早期的激射器机器在20世纪50年代由苏联和美国率先构想，体积相当于一个五斗橱。它们只能产生几纳瓦的功率，严重限制了它们的用途。
由于这种障碍，该领域的大多数人放弃了激射器，转而研究激光器，后者使用相同的物理原理，但使用的是光而不是微波。激光器现在被广泛应用于从眼科手术到CD播放器的各种领域。
可怜的激射器在默默无闻中继续存在。它只找到了一些小众用途，例如增强来自遥远航天器的无线电信号——包括美国宇航局的好奇号火星探测器。这些激射器只有在冷却到绝对零度以上十度以下时才能工作，而且即使在这种情况下，它们的功率也远不如激光器。
粉红色的力量
但英国泰丁顿国家物理实验室的物理学家马克·奥克斯伯勒想知道，含有有机分子并五苯的晶体是否可能带来突破。他偶然发现了一篇由日本研究人员十年前发表的出版物，该出版物表明，当并五苯中的电子被激光激发时，它们会进行配置，使该分子可以作为激射器工作，甚至可能在室温下工作。
奥克斯伯勒招募了两位同事——伦敦帝国理工学院的材料科学家乔纳森·布里兹和尼尔·阿尔福德——开始测试这一建议。他从帝国理工学院的一个实验室借了一些备用的并五苯，并将其与另一种名为对三联苯的有机分子一起煮。结果是一个几厘米长的粉红色晶体。
接下来，该团队需要一个强大的激光器。奥克斯伯勒在eBay上找到了一台旧的医用激光器，并开车到伦敦北部的一个仓库将其取走。但是研究人员充满了疑虑——整件事似乎太容易了。奥克斯伯勒承认他对这个实验感到有些胆怯。“大约三天，我本来可以做到，但我没有勇气按下那个按钮，”他说。
最终的推动力来自于与妻子的争吵。有些人可能会在酒吧里消沉，“我把去实验室当成一种治疗方式，”奥克斯伯勒说。“我说，‘好吧，管它的，我们试一下。’而且它第一次就成功了。”
激发态
激光使并五苯分子激发到一种称为亚稳态的能级。然后，通过晶体的微波触发分子弛豫，释放出相同波长的级联微波。
这与光学激光器的原理相同。“从中发出的信号非常巨大，”奥克斯伯勒说，大约是现有激射器的 1 亿倍。独自在实验室里，“我骂了很多，并在走廊里走了大约五次，自言自语。”
“这是一项相当大的成就，”曾帮助开发最早的固态激光器的退休物理学家西里尔·希尔瑟姆说。“它展现了伟大的原创性和强大的能力。”
希尔瑟姆说，奥克斯伯勒的设备可以简化和改进激射器。从长远来看，它可以在通信中找到用武之地，但首先需要进行改进。
奥克斯伯勒同意，仍有很大的改进空间。由于不太擅长化学，他在尝试制造时烧毁了演示晶体。“我做了一个焦糖布丁，”他不好意思地说。
鉴于烧焦的晶体还能工作，他说，一个更整齐的晶体可以将效率至少提高三倍。希尔瑟姆补充说，还会发现其他技巧来改进激射器。“你可以非常肯定，这绝不是故事的结尾，”他说。