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新型緊湊太赫茲激光器能在室溫下工作 為更好的成像和通信鋪平道路

rongpuiwing 來源:科技日報2019-11-19 我要評論(0 )   

美國科學家研制出一款緊湊型、在室溫下工作、能廣泛調諧的太赫茲激光器,是迄今性能最優(yōu)異的太赫茲激光器,首次讓太赫茲激光器可

美國科學家研制出一款緊湊型、在室溫下工作、能廣泛調諧的太赫茲激光器,是迄今性能最優(yōu)異的太赫茲激光器,首次讓太赫茲激光器可廣泛應用于科技領域,有望在高帶寬通信、超高分辨率成像、射電天文學等領域“大顯身手”。


太赫茲頻率范圍位于電磁頻譜(介于微波和紅外線之間)的中間,可廣泛應用于多個科術領域,但由于太赫茲頻率激光光源體積大、效率低、調諧受限或必須在低溫下工作,所以,這一區(qū)域的電磁頻譜對大多數應用而言,仍可望而不可即。


有鑒于此,哈佛大學、麻省理工學院(MIT)和美國陸軍合作,研制出了最新這款太赫茲激光器。相關論文發(fā)表于最新一期《科學》雜志。


此次研究的突破在于,使用了高度可調諧的量子級聯(lián)激光器(QCL)作為光泵,能夠有效產生可廣泛調諧的光。哈佛大學的卡帕索·費德里科等人將這些量子級聯(lián)激光泵與一氧化二氮激光器結合在一起,并優(yōu)化了激光腔和透鏡,產生了接近1太赫茲的頻率。


諾貝爾獎獲得者、馬克斯·普朗克量子光學研究所的西奧多·漢斯并沒有參與這項研究。他表示:“由量子級聯(lián)激光器泵浦的分子太赫茲激光器結構緊湊堅固,提供了高功率和寬調諧范圍,將開辟從傳感到基礎光譜的新應用領域。


論文第一作者,哈佛大學博士后研究員保羅·謝瓦利埃說:“這個概念是通用的,使用該架構,我們可以使用幾乎任何分子的氣體激光器制造太赫茲光源。


美國陸軍航空與導彈中心高級技術專家亨利·埃弗里特稱:“短距離、高帶寬無線通信、超高分辨率雷達和光譜學等領域,都需要這種激光器。尤其是在測量星際介質的組成和溫度等領域,星際分子在太赫茲區(qū)域擁有獨特的光譜‘指紋’,天文學家已使用這些‘指紋’來測量其組成和溫度,像最新激光器這樣更好的地面太赫茲輻射源將使這些測量更靈敏、更精確。


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新型緊湊太赫茲激光器哈佛麻省理工學院
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