美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）最近取得了一项突破性进展，为普通光束取代高能激光束奠定了基础。两位实验室研究科学家Igal Brener和Prasad Iyer证明，控制灯泡或手电筒等普通光源的光线是可能的。Iyer表示，他们验证了可以动态控制非相干光发射的技术。该技术可应用于遥感、全息显示和高速通信等领域。非相干光是白炽灯和LED灯泡等常见设备产生的漫射或散射光。相干光是激光产生的聚焦光。直到2022年11月，纳米光子学和超快光学领域的专家们还认为动态引导非相干光是不可能的。Brener和Iyer通过将称为“量子点”的发光体嵌入反射镜上称为“超表面”的人工结构材料中，实现了这一突破。Brener认为，量子点在半导体领域已有数十年的历史，但直到现在它们才被实际应用。例如，用于电视的量子点屏幕。现在有些公司正在生产利用不同类型量子点的微型LED显示器。Iyer将“超表面”描述为一种极薄的光学元件，它在“亚微米厚度的平面纳米结构”中再现了相机或人眼中曲面透镜的折射特性，即弯曲和聚焦光线的能力。在美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室集成纳米技术中心，研究人员将超表面、量子点和反射镜与空间光调制器配对使用。Iyer声称，调制器“构成了单独生成的光脉冲”，并将其投射到超表面上。通过动态控制超快量子点发射来改变表面反射光的方式，Brener和Iyer发现，光波可以在70°的范围内聚焦并转向，持续时间约为万亿分之一秒，这个时间段足以证实非相干光是可以被转向的。Iyer说，在光脉冲上创建空间结构，可以使用“电可调方法”生成相应空间折射率分布。这是两位研究人员正在努力实现的目标，以期为商业和军事应用生产出低功耗的超快光束控制设备。Brener表示，桑迪亚的私营公司已经对这项技术产生兴趣，并补充说，有可能在国防领域进行一系列应用。如可用于在头盔面罩或护目镜上叠加地图、蓝图或其他信息的低功耗显示器。另外，在使用光探测和测距传感器探测物体的设备中，重定向和聚焦非相干光束也大有可为。目前，由美国能源部资助的桑迪亚研究团队正在致力于超高速光束控制，其成员不到15人。Brener估计，随着更多的研究人员和更多的资源加入进来，采用该技术的设备可在5到10年内实现商用化。理论上，它们将包括一个非常薄的光学元件，该元件由嵌入式光发射器（如量子点）的超表面组成，并由电力驱动。这种小型、轻质、低功耗的光学元件具有足够的灵活性，能够满足各种工作速度和光束功率的需求。Iyer指出，这个系统的体积不会很大。可以设想类似于增强现实或虚拟现实显示器，其结构将非常紧凑。
