新型太赫茲半導體鐳射器問世
- 發佈時間：2015-12-24 01:30:28 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月23日電 （記者劉園園）據加州大學洛杉磯分校官網報道，該校科研人員利用新方法製造出太赫茲頻率下工作的半導體鐳射器。這一突破或將帶來可用於太空探索、軍事和執法等領域的新型強大鐳射器。
在電磁波譜中，太赫茲的頻率範圍位於微波和紅外線之間。太赫茲波可以在不損傷被檢測物質的前提下對塑膠、服裝、半導體和藝術品等進行材料分析，還可以用於分析星體的形成和行星大氣的組成。
目前使用可見光的垂直外腔表面發射鐳射器（VECSEL）已經被廣泛用於生成高能束，但是這種技術此前並不適用於太赫茲頻率範圍。加州大學洛杉磯分校的電氣工程副教授本傑明·威廉姆斯帶領團隊研製了首個可以在太赫茲頻率範圍使用的VECSEL。研究結果近日發表在《應用物理快報》上。
為了使VECSEL在太赫茲頻率範圍發出高能束，威廉姆斯團隊研製出帶有一個叫做“反射陣超材料表面鏡”裝置的VECSEL。這種裝置之所以如此命名，是因為它包含一個由大量微小天線耦合鐳射腔組成的陣列，這樣當太赫茲波經過這個陣列時就“看”不到鐳射腔，反而會被反射回去，就像被普通的鏡子反射回去一樣。
“把超材料表面和鐳射器結合起來還是第一次。”威廉姆斯表示，這一方法既可以使鐳射器在太赫茲頻率範圍輸出更大的功率，還可以形成高品質的鐳射束，而且超材料的使用可以讓科研人員對鐳射束進行進一步的設計，以生成理想的極化度、形狀和頻率等。
研究成員之一、論文第一作者許璐瑤（音譯）進一步解釋説：“通過將超材料表面作為外腔的一部分，我們不但可以改進鐳射束的形狀，還可以通過不同的外腔設計來為鐳射器帶來新功能。例如，通過使用獨立式電線偏振器或濾波器作為第二個反射面，我們只要簡單地旋轉偏振器就可以將鐳射器的輸出功率和效率最大化。”
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