基于石墨烯等离子体的可调谐太赫兹激光器

2016-01-18 15:52

　　英国曼彻斯特大学的一个研究团队，通过利用石墨烯等离子体的独特性能，研发出了一款可调谐太赫兹激光器。

在最近发表在科学期刊(journal Science)上的一篇论文中，该研究团队描述了他们的做法、制作的四个原型、该激光器的运行状态以及他们将该新技术转化为实际可用设备的研究方向。意大利理工学院的马尔科· 波利尼(Marco Polini)针对该研究团队的研究成果，在同一期杂志上发表了一篇见解性文章，对该技术可能带来的影响进行了评论。

　　由于其光束穿过包装上的衣物或者覆盖物的能力，太赫兹激光器可用于各种应用。研究人员已经研发出了这种激光器，但是迄今为止它们只能产生一个固定的波长，因此限制了实际应用中的用途；随着该研究团队发现新的方法，研发出能够在运行中进行调谐的激光器，这种情况或许会得到改善。

　　为了构建该激光器，该团队使用了石墨烯来取代原先使用的金属，因为石墨烯的波长可以在电场中发生变更。一开始，他们将一系列不同厚度的量子铝砷化镓和砷化镓放置在基板上，随后将由黄金制成的波导覆盖在这些砷化镓上，然后在镀金层上放置一层石墨烯；而研究人员事先已经在镀金层上形成了一些狭缝以便于让电子通过；然后将高分子电解质覆盖在这种三明治模型上，并通过悬臂对激光器进行调谐。

　　结果就形成了产生太赫兹光束的设备；但是这种方式不能用于日常应用中。在制备了四个原型并对它们在不同情形下进行了测试之后，该团队表示，他们的“概念验证”设备能够通过进一步修改以便控制施加到每个狭缝的电压，这样将带来更大的可控性。波利尼指出这也是一个问题，因为这种高分子的厚度使得悬臂底面的尖端无法足够接近石墨烯以达到精确控制。（文/Oscar译）