激光是非常优秀的光，作为“最快的刀”和“最准的尺”应用于各个领域。据说激光照射到30万千米之外的月球上，光斑都不到两千米宽。

激光为什么有这么优秀的品质?因为组成激光的光子就像个头一样高、训练有素、纪律严明的士兵一样，列队整齐、步伐一致地向前走，换句话说，激光中的光子很纯，它们的频率、振动方向和传播方向都相同。而普通的光，例如太阳光，其光子很杂，且秩序混乱，向哪个方向，以什么姿势“走”的都有。

激光怎么变“白”?

激光似乎天生就是颜色单一、朝一个方向传播的光。而白光是“杂牌军”，各种颜色的光都有。那么激光有没有可能变“白”呢?如果一种光，既是激光，又是白光，同时具有白光和激光的优秀品质，可以做很多普通激光做不到的事情。

这样的光会存在吗?分析一下，如果激光的光子们没有“个头一样，步伐一致”，但它们又“列队整齐，以同样的姿势向同一个方向走”，会怎么样?也就是光子们的波长和频率不同，但振动方向一致，传播方向也一致。这样的光应该是白光，也应该具有激光的一些性质。

其实，这样的光在40年前就出现了!那是在1969年，美国通用电话电子实验室的两位研究人员用强度非常高、持续时间只有几个皮秒(1皮秒=10^-12秒)的绿色激光穿过一些特殊的晶体，他们的本意是想观察晶体振动持续的时间，结果却在晶体的另一端观察到了白激光!

激光为何会变“白”呢?原来，激光的光子在穿越晶体的过程中经历了奇遇：激光的强度很高时，光子容易碰到晶体中原子的电子云，并被电子云拽长;而激光的强度低时，激光光子就不会被电子云干扰。激光器发射的激光强度总是在变化，这样有的光子就被电子云拽长了，有的却没有受到影响，每个光子被拽长的程度不同，于是激光从晶体中射出时，光子们就变成了“个头不同”、也就是波长不同的白激光了。

虽然这些光子的“身材”发生了变化，但它们还是尽量听从命令，以标准姿势，列队整齐地向一个方向前进。因此，它们还算是激光。只是因为它们“有的腿长，有的腿短”，前进距离远了，受周围环境的影响不同，传播方向就会受到影响。因此要把白激光投射到月球上，光斑可就不止两千米宽了。

未来的数据传输利器

我们知道，白激光的光子虽然“个头不同，步伐的频率不同”，但它们却都是以同样的姿势在一个方向上“踏步”的，如果给它们重新“分队”，“个头”一样的在一个“队”中，它们就可以分成很多标准的“方队”，每个“方队”就像单色激光一样，“个头一样、步伐一致、列队整齐”了。因此可以说，白激光相当于许多频率的单色激光“拧”在一起了。

现在的光纤通信，利用的是激光光子振动方向一致的性质，频率和振动方向一致的光子相遇时，就像两列同样的水波相遇一样，能量可以相互抵消或加强，可以把信息转化为光强信号进行传递，之后，光强信号再进一步转换成数字信号。只是现在用单色激光传递信息的速度有限，因为一种频率的光只能携带一种信息。为了获得高速的信息传递，目前的做法就是用几百个激光器同时发射激光，不同频率的激光信号同时穿过光纤，才可以满足一定的需求，依靠这种方式，两座城市之间典型的光纤通信传输速率，只能达到每秒1万兆比特左右。

而白激光出马，情况就不同了。大量不同频率的激光“拧”在一起，相当于大量激光器同时发射的激光，每种频率的激光携带信息后同时在光纤中传播，大大提高了电信数据传输速率，达到每秒百万兆比特，甚至十亿兆比特，这样就可以很容易满足全球大容量通信和网络数据传输的需求了。

现在日本的几个研究小组利用白激光，已经实现了每秒百万兆比特的数据传输速率，更快的传输速率，也是指日可待。

更宽阔的表演舞台

白激光还能在探测大气环境时大显身手。例如，空气中不同的污染物和悬浮物吸收的是不同频率的光，例如有的吸收紫外线，有的吸收蓝光，有的吸收红光……如果我们向高空发射白激光，通过检测白激光被吸收的情况，就可以知道大气中含有什么样的污染物或悬浮物了。

对视网膜、癌细胞等微小结构的观察，也需要白激光来帮忙。以前用普通激光作为光源时，得到的图像是单颜色的，相当于黑白照片，会漏掉很多信息。如果采用白激光作为光源，我们将得到一幅彩色图像，获得更多的细节信息，也会相应提高成像的分辨率。目前采用单色激光，2微米以下的细微结构我们就看不清了;而采用白激光，我们可以看清0.5微米左右的细胞内部结构，这样我们就可以了解细胞更细微的结构了。

白激光还有更大的用途。比如现在最精确的时间——原子时，是用铯原子电子的特定频率来定义的，从精确性上看已经很不错了。但是对于光合作用、化学反应的各个步骤、视网膜中光子是如何被吸收的……这些事件的持续过程可能只有几个皮秒或几个飞秒(1飞秒=10^-15秒)，原子时的精度就不够了。而用已知频率的白激光做为时间的度量工具，可以把精确性从原子时的级别提高100倍，一些稍纵即逝的事件就可以研究了。

白激光甚至还可以验证狭义相对论，探测宇宙空间是不是均匀，等等。白激光真是多才多艺!