從左至右：利哈伊大學(xué)(Lehigh University)電氣和計(jì)算機(jī)工程研究生Ji Chen、Liang Gao和Yuan Jin在利哈伊大學(xué)Sinclair大樓Sushil Kumar的太赫茲光電子(Terahertz Photonics)實(shí)驗(yàn)室

　　美國(guó)研究人員展示了一種具有破記錄輸出功率的太赫茲半導(dǎo)體激光器，可用于各種形式的光譜學(xué)和其他應(yīng)用。

　　以強(qiáng)烈的單色輻射光束形式提供的光束是眾所周知的技術(shù)，可以追溯到1960年推出的第一臺(tái)激光器。依靠激光器來(lái)實(shí)現(xiàn)超快速和高容量的數(shù)據(jù)通信、制造、手術(shù)以及商業(yè)應(yīng)用，例如條形碼掃描儀、打印機(jī)，諸如CD和DVD的光盤，自動(dòng)駕駛車輛，激光顯示表演和動(dòng)態(tài)藝術(shù)裝置，當(dāng)然還有光譜學(xué)。

　　從紅外到紫外的激光器被廣泛使用，然而，利哈伊大學(xué)的Sushil Kumar團(tuán)隊(duì)研究了太赫茲激光器。太赫茲輻射位于微波和紅外區(qū)域之間的電磁波譜區(qū)域。它們可穿透塑料、織物、紙板和其他材料，可用于檢測(cè)各種化學(xué)品。太赫茲激光有可能用于非破壞性、非侵入性篩查和檢測(cè)爆炸物，非法藥物，檢測(cè)藥物化合物，篩查皮膚癌。

　　為了真正有用，激光必須以非常精確的波長(zhǎng)發(fā)射，這通常通過(guò)單模激光器中的“分布式反饋”來(lái)完成。太赫茲激光器必須是單模的。隨著太赫茲輻射的傳播，其中一部分會(huì)被大氣濕度吸收，這是非常不利的。因此，一個(gè)用于光學(xué)傳感和分析的太赫茲激光，不管距離多遠(yuǎn)，即使幾米，也必須避免這個(gè)問題?，F(xiàn)在，Kumar的團(tuán)隊(duì)一直致力于通過(guò)提高光功率輸出來(lái)提高強(qiáng)度和亮度。

　　他們研究了“表面發(fā)射”(而不是“邊緣發(fā)射”)的單模激光器。已經(jīng)找到了一種將周期性引入激光器光學(xué)腔的方法，使其能夠從根本上輻射高質(zhì)量的光束并提高輻射效率。該團(tuán)隊(duì)將這種方法稱為“混合二階和四階布拉格光柵”。他們建議，他們的混合光柵不一定限于太赫茲激光器，而是可以用于增強(qiáng)幾乎任何表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器。

　　該團(tuán)隊(duì)報(bào)告了單模太赫茲激光器的功率輸出為170毫瓦的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這是迄今為止這種激光器中功能最強(qiáng)大的。因此他們證明，它們的混合光柵可以通過(guò)簡(jiǎn)單地改變激光腔內(nèi)壓印光柵的周期來(lái)精確控制發(fā)射波長(zhǎng)。庫(kù)馬爾表示，1000毫瓦的設(shè)備應(yīng)該很快成為可能，這可能會(huì)吸引制造商的眼球。

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　　Power up: New lasers for spectroscopy

　　SpectroscopyNOW.com

　　Channels: Atomic

　　Published: May 15, 2018