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亚博2021最新版网址-新型量子级联红外激光器

作者:亚博2021最新版网址 发布时间:2021-09-15

通俗的固态激光器,如激光笔中所用的那种,是在可见光规模内发生光。但是,对很多利用,例如份子探测,需要中红外辐射。这类红外激光器的制造难度要年夜很多,特别是当激光辐射需要以极短、强烈的脉冲情势存在时。

在哈佛年夜学已实现了如许一种简单的激光脉冲发生方式。这项新手艺不需要年夜的尝试装配;它可以很轻易地小型化,是以在现实利用中特殊有趣。新的研究成果已颁发在《天然通信NatureCommunications》杂志上。

频率梳

“我们用在维也纳手艺年夜学超现代纳米中间制造量子级联激光器发生中红外规模的激光,”该研究的第一作者、奥地利维也纳手艺年夜学固体电子研究所的JohannesHillbrand说。“在通俗固态激光器中,发射的光的类型取决在材猜中的原子,而在量子级联激光器中,纳米规模内的细小布局相当主要。经由过程恰当地设计这些布局,可以切确地调剂光的波长。”

“我们的量子级联激光器不只是供给单一色彩的光,而是一系列分歧的频率,”助理传授BenediktSchwarz说,他带领了他的欧洲研究委员会帮助项目标研究工作。“这些频率的摆列很是有纪律,它们之间的距离老是不异的,就像梳齿一样。是以,这类频谱被称为频率梳。”

光就像钟摆

但是,不但是这类量子级联激光器发射的频率起决议感化,并且是响应光波振荡的相位。“你可以把它比作两个用橡皮筋毗连起来的钟摆,”JohannesHillbrand注释道,“它们可之前后摆动,完全平行,也能够相反,如许它们要末朝对方摆动,要末阔别对方。这两种振动模式的频率略有分歧。”

它与由分歧波长构成的激光很是类似:频率梳中的单个光波可以切确同步振荡,然后以最好体例彼此叠加,可以发生短而强的激光脉冲。或在它们的振荡之间会有偏移,在这类环境下,不会发生脉冲,而是发生几近持续强度的激光。

光调制器

“在量子级联激光器中,之前很难在这两种变体之间往返切换,”JohannesHillbrand说,“但是,我们在我们的量子级联激光器中制造了一个细小的调制器,光波一次又一次地颠末。按照电压的频率和强度,激光可以激起分歧的光振荡。”

BenediktSchwarz说:“假如你以准确的频率驱动这个调制器,你便可以实现频率梳的分歧频率完全同步振荡。这使得将这些频率组合成每秒跨越120亿次的短而强的激光脉冲成为可能。”

半导体激光器之前不成能实现对短红外激光脉冲的这类节制。近似类型的光之前最多只能用很是昂贵和有损的方式发生。“我们的手艺具有决议性的优势,它可以小型化,”BenediktSchwarz强调说,“例如,人们可以用它来制造紧凑的丈量仪器,利用这些非凡的激光束来搜刮气体样本中很是非凡的份子。因为激光脉冲的高光强度,同时操纵两个光籽实现丈量也是可能的。”

原文链接:https://phys.org/news/2020-11-infrared-molecules.html