科羅拉多大學波爾德分校的物理學家們展示了一種新型的真空紫外激光器，其效率比現有技術高出 100 到 1,000 倍。這一裝置可能使科學家們能夠觀察目前強大顯微鏡無法觸及的過程，並有助於推進超精確的核時鐘。研究團隊表示，這種激光能夠在電磁光譜的真空紫外區域產生明亮的光，這一領域一直是科學家們難以通過實用系統進入的。這類激光可以讓研究人員實時跟蹤化學反應，檢測納米電子學中的微觀缺陷，並以更高的解析度研究材料。
該裝置足夠緊湊，可以放置在桌面上，這與現有系統通常需要大型實驗室設置的情況形成鮮明對比。這項工作由科羅拉多大學波爾德分校與國家標準與技術研究所的 JILA 聯合研究所的物理學家亨利·卡普廷（Henry Kapteyn）和瑪格麗特·穆爾內（Margaret Murnane）主導。卡普廷表示：「科學家們已經致力於真空紫外激光器的研究數十年。我們認為我們可能找到了可以擴大功率且尺寸緊湊的良好途徑。」
可見光波長範圍約為 380 到 750 奈米，而真空紫外波長則短得多，約為 100 到 200 奈米，使得科學家能夠觀察更小的結構。穆爾內指出：「短波長很重要，因為可以用來製作更高解析度的顯微鏡。」然而，在這一區域生成穩定且強大的光一直是個挑戰，因為大多數材料會強烈吸收這些波長。為了解決這一問題，研究團隊將紅色和藍色激光束結合，並將其通過一種稱為反共振空心光纖的專用腔體。在光纖內，激光光與氙氣原子相互作用，原子吸收來自激光的光並以更短的波長重新發射，產生真空紫外輻射。
穆爾內表示：「據我們所知，無論是在大型還是小型設施中，沒有其他方法能夠達到我們新方法所展示的真空紫外功率水平、調諧範圍和相干性能。」
這種激光還可以幫助構建實用的核時鐘，這是一項長期尋求的技術，利用原子核內部的轉變來測量時間，而非電子。這些時鐘將依賴於鈍化原子，當受到特定波長的光照射時，其能量會發生振盪。穆爾內解釋說，鈍化原子僅在暴露於 148.3821 奈米的光時「滴答作響」，這一波長屬於真空紫外範圍。如今，產生這種光通常需要房間大小的激光系統，而一個緊湊的桌面源將使核時鐘更具實用性和可攜性。
這類時鐘可以實現無需 GPS 的導航，改善太空任務，並支持尋找我們太陽系以外的行星。研究人員還表示，這種激光可以惠及依賴納米電子學的行業，包括半導體製造，幫助工程師檢測芯片中的極小缺陷。研究團隊計劃繼續改進設計，使系統更小且更高效，研究人員將在 APS 全球物理峰會上展示他們的研究成果。
