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美国展开功率可扩展半导体激光器研究

导读: 将激光功率缩小到千瓦和兆瓦级,同时保持优异的光束质量,并具有高能效和紧凑的尺寸仍然存在挑战。研究团队将依靠纳米技术原理和结构来实现功率可扩展的大功率激光器。

传统的大功率激光器体积庞大,需要能够在便携式平台上使用的设备。位于美国阿灵顿市的德克萨斯大学阿灵顿分校(UTA)的工程师正在努力开发一种解决这些问题的半导体激光器。高能激光联合技术办公室开展了一项期5年,投资300万美元的多学科研究计划,用以开发紧凑、高效、功率可扩展的大功率半导体激光器,电力工程系周伟东教授是的主要研究人员。目前,周伟东教授正在与新墨西哥大学的Ganesh Balakrishnan教授,斯坦福大学的Shanhui Fan教授和空军研究实验室进行合作。

半导体激光器使用谐振腔来产生来自反射的反馈,最终从激光的表面发射光。激光已经成为推动下一代创新技术的重要工具,预计2016年的收入将超过100亿美元。

然而,将激光功率缩小到千瓦和兆瓦级,同时保持优异的光束质量,并具有高能效和紧凑的尺寸仍然存在挑战。研究团队将依靠纳米技术原理和结构来实现功率可扩展的大功率激光器。

“我们一直在研究激光器的各个方面,尤其是急需高功率红外激光器的领域,例如军事、制造和安全,以及如何应对与这些应用相关的主要挑战。如果在创建基于纳米技术的半导体激光器方面取得成功,我们可以大大减少这些激光器的尺寸,同时提高其功率和效率。”周伟东教授说。

该项目研究的激光器最终可以建立在半导体晶圆上。操作激光器所需的控制电子元件和封装可以将其尺寸增加到计算机大小,比目前的激光器操作封装小得多。

这些激光器的部分潜在应用是可以在桌面机器上运行的精密激光切割和3D加工,而不需要占用大部分房间和自动激光雷达感测的机器。较小的平台也将更具成本效益。

周伟东是国际光学工程学会会员。他发表了300多篇期刊杂志出版物和会议介绍。 2004年,他结束了短暂的工业界职业生涯,加入了UTA。他一直是资助总额近800万美元的研究项目的主要研究人员,2004年以来,共涉及40多个项目,总额超过2000万美元。

电气工程系是UTA工程学院的一个组成部分,是德克萨斯州第三大院系,入学率超过7200人。

工程学院院长Peter Crouch在“2020年战略计划:全球影响力战略计划”中将周伟东的创新作为大学推进全球环境影响工作的典范,进行赞扬。

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