美国理海大学发现多瓦太赫兹激光器新突破

2020-06-12 14:40

为了提高半导体激光器的光功率输出和光束质量，科学家经常会使用锁相技术。锁相是一种电磁控制系统，可以迫使一组光腔以同步的方式发射辐射。太赫兹量子级联激光器是一种利用带有金属涂层（包层）的光腔进行光约束的激光器，亦被称为等离子体激光器，其辐射性能很差。

研究人员表示，在以前的文献中，只有有限的几种技术可以用来大幅度提高等离子体激光器的辐射效率和输出功率。而他们论文描述了一种新的等离子体激光器锁相方案，与之前在半导体激光器的大量文献中锁相激光器的研究有明显的不同。该方法利用电磁辐射的行波作为等离子体光腔锁相的工具，最后他们的太赫兹激光器输出功率比以前提高了一个数量级。

沿空腔的金属层传播表面波，但在空腔的周围介质中传播而不是在空腔内部传播，是一种独特的方法。Kumar的团队希望他们的激光器的输出功率水平能够促使激光研究人员和应用科学家合作开发太赫兹光谱学和基于这些激光器的传感平台。

研究人员表示，这项研究的主要创新在于光学腔的设计，这在一定程度上独立于半导体材料的特性。新获得的电感耦合等离子（ICP）刻蚀工具在推动这些激光器的性能往极限发展发挥了关键作用。

这项研究代表了窄光束单波长太赫兹激光器发展模式的转变，这种转变将在未来继续发展，Kumar说，“我认为太赫兹激光器的未来看起来非常光明。”

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