引導雷射到達它們需要到達的地方是光學系統的關鍵部分，現在，DESY 的工程師們已經開發出一種方法，可以在不接觸任何東西的情況下彎曲雷射光束。利用聲學原理形成的由空氣構成的隱形光柵可以使光線偏轉。

可彎曲雷射光束的空氣光柵的藝術家印象圖圖/聯合國永續發展教育十年（DESY）科學傳播實驗室

在光學系統中，雷射通常透過透鏡和反射鏡重新定向，但在高能量情況下，例如用於材料加工、粒子加速器或聚變能研究的激光，這些易損部件可能需要經常更換。

新計畫的首席研究員克里斯托夫-海爾（Christoph Heyl）說：「在這一功率範圍內，反射鏡、透鏡和棱鏡的材料特性極大地限制了它們的使用，在實際應用中，這些光學元件很容易被強大的激光束損壞。此外，激光束的質量也會受到影響。相比之下，我們已經成功地在不接觸的情況下偏轉了激光束，從而保證了激光束的質量。”

DESY團隊的替代方案是利用聲學原理雕刻空氣。聲波本質上只是氣壓的變化，因此將音量調得足夠大，就能產生足夠強大的聲波來懸浮物體，或者在這種情況下，操縱光本身。

研究人員使用一對面對面的超音波揚聲器，產生密度較高或較低的空氣袋，形成條紋光柵圖案。當紅外線雷射光束穿過此光柵時，光的偏轉效率超過50%。研究小組表示，透過進一步的工作可以實現更高的效率。

這些測試涉及相當強大的設備–雷射的功率高達20 千兆瓦，而揚聲器的音量需要達到140 分貝，也就是幾公尺外噴射引擎的音量。不過值得慶幸的是，由於是超音波，人耳無法察覺。

研究團隊表示，這種技術可以作為雷射的快速開關，未來的工作可以嘗試形成光柵以外的其他形狀，包括透鏡和波導。而且，他們也不需要侷限於普通的空氣。”

海爾說：”首先，我們用普通空氣嘗試了我們的技術。接下來，我們還將使用其他氣體，以便利用其他波長、其他光學特性和幾何形狀。”

這項研究發表在《自然-光子學》（Nature Photonics）雜誌上。