2015年度十大“新型”激光器盘点

2015-12-23 09:32

　　9. 实时可调节等离子体激光器

　　由美国西北大学和杜克大学组成的联合研究小组利用液体激光增益材料，成功研发出实时可调节的等离子体激光器。

　　通过传统激光技术，光只能聚焦到其频率的一半，即所谓的衍射极限。对此，科学家们已经找到了突破这一极限的办法，通过建立等离子体激光，将激光束和金属（例如黄金）表面的等离子体（振动表面电子）结合，排在一个阵列中。不过，这种方法也有其局限性，因为它不得不依赖固体激光增益材料，导致激光不易调整，且不是实时的。而美联合研究小组的新研究成果，通过利用一种液体作为激光增益材料的方法，能够达到实时调节激光。

　　研究人员使用金阵列、等离子体纳米谐振腔阵列和液体染料溶剂作为增益材料，这样就可通过改变染料的折射率改变激光的波长。与以固体为基础的增益材料相比，新成果具有两个主要优势：首先染料能够快速溶解在不同溶剂中，具有不同的折射率，可实时调节激光；其次，因为增益材料是液体，可以通过通道灌入腔体，即可通过使用不同的液体动态改变。

　　10. 首个可直接兼容硅芯片的锗锡半导体激光器

　　来自尤里希旗下"皮特格林贝格研究所"(PGI-9)和"保罗谢勒研究所"(Paul Scherrer Institute)的科学家们已经用锗和锡制成了实验用的附件，并且在硅晶片上进行了测试。

　　保罗谢勒研究所在测定之后发现，锗锡化合物可以同时产生和放大激光信号，而且锡元素对这种新设备的光学性能显得非常重要。

　　PGI-9博士生Stephen Wirths补充道："高含锡量决定了它的光学性能，这是我们首次在晶格中掺入了超过10%的锡而没有损失其光学品质"。

　　目前电子系统中所使用的半导体激光器，主要由元素周期表中的第三族或第五族元素所组成，比如砷化镓。

　　也正因为如此，由这些材料制成的激光器无法与其它硅基半导体装置直接兼容(不仅困难，而且费力)。此外，由于其连接材料拥有不同的系数，装置的使用寿命也会有所降低。

　　PGI-9博士Dan Buca表示："这款激光装置可以在有史以来的最低温下工作(零下183摄氏度/零下297.4华氏度)"。相信这款测试系统在优化之后，还会带来更加优异的性能表现。

　　此外，同步电路的时钟信号可使用高达30%的能量，这样可以在光传输过程中节省大量能量。

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