它们一直因其美丽而令人钦佩，现在它们已准备好用于太空探索的关键领域。
新南威尔士大学的科学家设计了一种基于紫色钻石的创新脉泽装置。它将有可能增强来自遥远天体或航天器的微弱微波信号，彻底改变我们的太空探索技术。
增强来自深空的信号
根据有趣的工程，一种创新的微波激射装置利用实验室培育的紫色钻石，能够将微弱的微波信号放大 1000 倍。
这些信号来自脉冲星、星系等深空天体，以及旅行者一号等遥远的航天器。钻石可以在室温下做到这一点，这与传统微波激射器使用的极低温度相比是一项非凡的壮举。
室温操作
与当前使用的任何微波激射技术不同，现有设备主要依赖于极端冷却至 -269°C (-452°F) 左右的温度。
这一过程可以抑制移动电子产生的电噪声，但成本高昂，技术难度大。新的微波激射器消除了这个障碍。
新南威尔士大学研究员 David Pla 博士表示：“我们的室温固态微波激射放大器避免了将所有东西冷却到极低温度的所有复杂性和成本，而且更加紧凑。”
紫钻脉瑟器的工作原理
为了产生这种尖端的微波激射器，科学家们通过在金刚石生长过程中引入缺陷来合成金刚石中的氮空位（NV）中心。 NV 中心对于微波激射器的功能至关重要。
微波激射器通过向钻石的自旋系统施加磁场和绿色激光来放大传入的微波信号。
“微波进入设备，然后钻石内部的自旋产生它们的副本，这实际上放大了微波信号。理想情况下，微波信号会变得更大，并且顶部的噪音非常小，”解释了解放军。
太空探索之外的应用
尽管其主要应用是太空探索，但室温微波激射器在国防技术，特别是雷达系统中也具有巨大潜力。
雷达的工作原理是发出电磁辐射，电磁辐射被物体反射并返回雷达系统。更先进的微波激射器技术将使这些系统更加灵敏，从而使它们能够以更高的精度拾取更远距离的物体。
微波激射技术前景广阔，但仍需进一步改进。需要增强的一些关键领域包括降低噪音和增加钻石中 NV 中心的浓度。
本质上，我们必须让钻石变得更紫。紫色是由于 NV 中心发射红光而产生的。增加密度以获得较暗的样本会产生更多的增益，但也会产生噪音，”该研究的主要作者汤姆戴说。
另一方面，随着 NV 密度的增加，表面可能出现的缺陷可能会成为科学家们正在努力应对的材料工程挑战。
几年之内，这种微波激射装置的第一个商业版本可能会进入市场，并有可能改变太空探索、国防和其他领域的面貌。
发表在《Physical Review X》上的这项研究使得在利用金刚石技术实现更有用的应用方面又向前迈出了一步。
