美国国家标准技术研究院(NIST)和中国山东大学的科学家对晶体的研究可能会使激光应用受益。他们发现了一种潜在的方式，可以避免长期以来制造激光技术中至关重要的晶体的困难。但是，他们发现背后的科学使专家scratch之以鼻。

　　研究结果发表在今天的《科学进展》上，表明用于改变激光器光的几种特性的相对较大的晶体(对于使激光器成为实用工具至关重要的改变)可能是通过堆叠更小，可以容易且廉价地生长的棒状微晶而产生的。

　　到目前为止，该团队的微晶在某些方面要优于传统晶体，这表明利用它们可以预示着寻求一种快速，经济的方法来开发大型晶体的长期努力的结束，否则这种方法将造价昂贵且费时。但是，微晶在其为何如此起作用方面也挑战了传统的科学理论。

　　您在激光中看到的颜色通常与最初产生的颜色不同。许多激光产生红外光，然后红外光穿过晶体，将其能量以及波长转换为绿色或蓝色等可见光。

　　通常，该晶体由二磷酸钾(KDP)制成，这是一种具有使其无法估量的特性的常见材料：KDP晶体不仅可以改变光的颜色，而且还可以作为改变光偏振的开关(直至振动发生的方向)或阻止其穿过晶体，直到恰好合适的时机。激光通过光纤电缆传输的数据取决于光的偏振，许多应用取决于激光脉冲的时序。

　　小型KDP晶体易于制造，并且可以在袖珍激光笔和电信系统中使用。但是对于高能量的应用，科学家们数十年来一直在寻找一种方法来制造大尺寸，高质量的晶体，这种晶体可以在反复暴露于强激光脉冲中幸存下来，但解决方案仍然难以捉摸。

　　该团队通过在溶液中生长KDP晶体发现了有用的结果。这些晶体采用六边形空心管和长杆的形式，长杆只有几微米宽。单独地，这些KDP微晶在相同条件下的能量转换效率甚至超过最佳KDP晶体，从而增加了直接生长用于电信的晶体的可能性。

　　研究小组还建议，这些木棒可以像柴火一样堆积起来，用数十亿根细小的细丝做成更大的一块。在将它们堆叠在一起之前，它们可以被一层薄薄的导电材料所覆盖，这些材料会带走热量，使它们能够处理高强度激光的重复脉冲-如果可以找到一种将它们堆叠的方法，则可能会拓宽其应用范围。

　　神秘之处在于微晶为什么会如此表现。基本物理学说他们不应该这样做。传统的物理模型表明，像晶体这样的光学介质如果要有效地转换能量，则必须不围绕其中心对称，但是这些微晶似乎违反了这一规则。

　　NIST物理学家卢登说：“我们已经与世界各地不同领域的许多专家进行了交谈，但没有人可以解释。” “目前没有任何理论可以解释这种奇异晶体的初始生长机理。它正在挑战我们目前从晶体学到凝聚态物理领域的理解。”

　　当理论赶上数据时，邓小平表示，研究小组正在集中精力发展可堆叠微晶棒的工程挑战。

　　他说：“我们可以在一个玻璃载玻片上每10分钟左右生长1,000个以上的微结构，因此，大量生长不是问题。” “我们需要弄清楚的是，如何在横截面几乎均匀的情况下生长其中的很大一部分，因为这在最终组装阶段很重要。”