引导激光到达它们需要到达的地方是光学系统的关键部分，现在，DESY 的工程师们已经开发出一种方法，可以在不接触任何东西的情况下弯曲激光束。利用声学原理形成的由空气构成的隐形光栅可以使光线发生偏转。

可弯曲激光束的空气光栅的艺术家印象图 图/联合国可持续发展教育十年（DESY）科学传播实验室

在光学系统中，激光通常通过透镜和反射镜重新定向，但在高能量情况下，例如用于材料加工、粒子加速器或聚变能研究的激光，这些易损部件可能需要经常更换。

新项目的首席研究员克里斯托夫-海尔（Christoph Heyl）说："在这一功率范围内，反射镜、透镜和棱镜的材料特性极大地限制了它们的使用，在实际应用中，这些光学元件很容易被强大的激光束损坏。此外，激光束的质量也会受到影响。相比之下，我们已经成功地在不接触的情况下偏转了激光束，从而保证了激光束的质量。"

DESY团队的替代方案是利用声学原理雕刻空气。声波本质上只是气压的变化，因此将音量调得足够大，就能产生足够强大的声波来悬浮物体，或者在这种情况下，操纵光本身。

研究人员使用一对面对面的超声波扬声器，产生密度较高或较低的空气袋，形成条纹光栅图案。当红外激光束穿过该光栅时，光的偏转效率超过 50%。研究小组表示，通过进一步的工作可以实现更高的效率。

这些测试涉及到相当强大的设备--激光器的功率高达 20 千兆瓦，而扬声器的音量需要达到 140 分贝，也就是几米外喷气发动机的音量。不过值得庆幸的是，由于是超声波，人耳无法察觉。

研究小组表示，这种技术可以作为激光器的快速开关，未来的工作可以尝试形成光栅以外的其他形状，包括透镜和波导。而且，他们也不需要局限于普通的空气。"

海尔说："首先，我们用普通空气尝试了我们的技术。接下来，我们还将使用其他气体，以便利用其他波长、其他光学特性和几何形状。"

这项研究发表在《自然-光子学》（Nature Photonics）杂志上。