新型量子级联激光器实现快速太赫兹光谱检测

2016-05-27 11:05

　　MIT电子研究实验室的研究人员通过量子级联激光器（QCL）在100微秒内提取材料光谱信号，从而证明了一种新型太赫兹光谱系统。

　　传统的太赫兹光谱分析需要一个笨重的大尺寸辐射源，在多项测试中需要频繁的手动校准，而新型的芯片级系统可在毫秒内自动吸收光谱并进行化学鉴定。

　　“通过激光频率梳实现多种太赫兹光谱”一文第一作者Yang Yang解释道：“基于量子级联激光器的频率梳可以构建材料的吸收图谱，不需要机械调整，因此通过电子集成可实现快速自动化操作。”

　　其主要突破在于使量子级联激光器频率梳空间分布均匀，从而发出由增益介质长度决定的多倍频辐射。

　　为了使激光频率均等，MIT研究人员使用了一种具有规则、均匀缺口的增益介质，改变媒介的折射率来分配出射频率达到均匀性。他们开发了一种新型增益介质，来提供单一的、完整的频率梳。这种增益介质由数百层砷化镓和砷化铝镓交替而成，并且对层厚都进行了精确校准。

用于产生太赫兹频率梳的增益介质

　　这种新型量子级联激光器为太赫兹光谱快速检测提供了可能，由于其不需要传统冷却装置，使得其可以制备紧凑型装置。

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