如果您曾经食用过用橄榄油制成的食物,很有可能在不知不觉中摄入了能够产生激光的物质。研究人员最近展示了可食用微型激光器——完全由食品安全材料制成的微型激光器——可用于食品监控、产品认证和标签。这些可食用微型激光器由油滴或水-甘油混合物组成,并掺杂了天然光学增益物质,例如叶绿素(叶子中的绿色色素)或核黄素(维生素B2)。

研究人员证明,已含有足够的叶绿素,可以直接以液滴形式用作激光,无需添加任何额外成分。它们可以通过外部光(例如脉冲激光)激发。该研究发表在《先进光学材料》杂志上。

可食用微激光器可以采用不同的配置实现,包括回音壁模式(光在液滴内部循环)和法布里-珀罗腔模式(光在两个表面之间来回反射)。它们的发射特性可以通过改变腔体尺寸或周围条件(例如介质的折射率)来调整。

由于其高灵敏度的输出发射,微激光器既可以用作光学条形码,也可以用作传感器。例如,研究人员利用嵌入食物中的微激光条形码,将日期编码到桃子蜜饯中。该条形码在一年多的时间内保持光学稳定性和可读性。在其他实验中,可食用微激光器被设计成能够响应pH值、温度、糖浓度和微生物生长的变化,为实时食品新鲜度感知提供了一个平台。

在蓝色脉冲激光照射下,水中漂浮的橄榄油液滴观察到WGM激光。图片来源:Abdur Rehman Anwar、Maruša Mur、Matjaž Humar

重要的是,这些微激光器不会改变食物的或口味,适合素食者。这种方法将光子学与以一种新颖的生物相容性方式相结合,可以减少、检测假冒产品并改善食品质量控制。

之外,这种可食用技术还可应用于制药、化妆品、农业以及其他生物相容性、可摄入条形码和传感器很有价值的领域。

本文是“科学与对话”项目的一部分,研究人员可以在此报告其已发表研究论文的发现。访问此页面,了解“科学与对话”项目及其参与方式。

更多信息: Abdur Rehman Anwar 等,《完全由可食用物质制成的微激光器》,《先进光学材料》(2025)。DOI :10.1002/adom.202500497

阿卜杜勒·雷赫曼·安瓦尔 (Abdur Rehman Anwar)、马鲁萨·穆尔 (Maruša Mur) 博士和马贾日·胡马尔 (Matjaž Humar) 博士是斯洛文尼亚卢布尔雅那约瑟夫·斯特凡研究所生物光子学、软光子学和量子光学实验室的物理学家。年轻的研究员安瓦尔拥有巴基斯坦的硕士学位,曾在巴基斯坦从事LED研究。他曾荣获巴基斯坦总统颁发的最佳学术表现金奖,目前专注于基于微激光器的条形码和传感器的研究。

Maruša Mur 博士是一位博士后研究员,其博士研究方向为光子微器件和液晶中的拓扑缺陷。她目前的研究方向为生物集成光子学以及在生物系统中嵌入微器件。

Matjaž Humar 博士是该实验室的负责人,拥有光学微谐振器博士学位。他曾是哈佛医学院的博士后研究员,开创了细胞内激光技术。他曾两次获得欧洲研究理事会(ERC)和玛丽居里奖学金,并在《自然》《自然光子学》上发表过论文。