一项基于激光的新技术提供了一种安全、快速的解决方案，可加速超材料的实际应用。这项技术由美国麻省理工学院工程师开发，通过两个激光器系统探测超材料，一个用于快速破坏结构，另一个用于测量其振动响应的方式，就像用木槌敲击钟并记录其混响一样。激光可在超材料的微小梁和支柱上产生振动，就好像结构受到物理撞击、拉伸或剪切一样。此项研究发表在2023年11月15日出版的《自然》杂志上。

该光学显微照片显示了反射基板上的微观超材料样品阵列。激光脉冲已以数字方式添加，描绘了诊断中心样本的泵浦（红色）和探测（绿色）脉冲。图片来源：CARLOS PORTELA/YUN KAI/麻省理工学院

此项名为激光诱导共振声波谱的新系统，使用的超材料由普通聚合物制成，研究人员将其3D打印成由微观支柱和横梁制成的微型脚手架塔。每座塔都通过重复和分层单个几何单元来形成图案，当首尾相连地堆叠时，塔式排列可赋予整个聚合物新的特性。

该团队构建了一个桌面装置，其中包括两个超声波激光器。一个用于激发超材料样品的“脉冲”激光器，另一个用于测量由此产生振动的“探测”激光器。

该团队在一块不大于指甲盖的芯片上打印了数百个微型塔，每个塔都有特定的高度和结构。他们将这座超材料微型“城市”放置在双激光器装置中，然后用重复的超快脉冲激发每个塔，而第二台激光器测量了塔的振动。

利用超快激光脉冲，该团队可在几分钟内激发并测量数百个微型结构。这项新技术首次提供了一种安全、可靠和高通量的方法来动态表征微尺度超材料，并允许轻松地重建激光装置。