單一金剛石材料製成之鏡面，能引導燒穿鋼鐵的高功率雷射光束

自 1970 年以來，汽車、火車、飛機幾乎都是用高功率雷射光束切割製造，這種光束強到足以切割鋼鐵，精確到可進行手術，強大到可將訊息傳送到深空，而問題便在於需引導光束的組件一不小心就會被燒壞。哈佛大學團隊為此利用金剛石製造一種新鏡子，堅硬到可承受能燒穿鋼鐵的雷射光束。

目前，在高功率連續波（continuous wave，CW）裝置中用來引導光束的鏡子，都是透過具不同光學特性的材料層層堆疊製成、控制雷射光束穿透鏡子。然而，只要任何一層出現半點微小缺陷，強大的雷射光束就會燒穿鏡子導致整個設備毀壞。

若能改用單一材料製作鏡子，便能降低缺陷的出現機率並延長裝置使用年限。但有什麼材料足夠堅固？

哈佛大學團隊於是鎖定地球上最堅硬材料之一：金剛石（打磨後就是鑽石）。

藉由在薄金剛石片表面刻滿尺寸僅 3 x 3 毫米、像高爾夫球架的 T 形奈米結構（上寬下窄），團隊製造出具 98.9% 反射率的新鏡面，可承受美國海軍用於研究的 10kW 雷射光束。這道光束強度已足以燒穿鋼鐵，但鏡子卻毫髮無傷地承受了。

新金剛石鏡也解決傳統多材料疊層反射鏡的發熱問題，將能應用於半導體製造、國防、深空通訊等多領域，改進現有高功率雷射裝置。

新論文發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊。

▲ 以尖端蝕刻技術在金剛石表面刻出一片 T 形奈米結構。

• Diamond mirror withstands lasers powerful enough to burn through steel
• Diamond mirrors for high-powered lasers

（圖片來源：哈佛大學）