微型太赫茲激光器或成為醫(yī)療、工業(yè)成像和化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域巨大幫手
在電磁光譜上,位于微波和可見(jiàn)光中間的部分,被稱為太赫茲輻射波(THz,1012Hz),它在工業(yè)成像和化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域顯現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用前景。但是,這些可行的應(yīng)用絕大部分都需要一個(gè)體型小巧且供能效率極高的太赫茲激光源,而傳統(tǒng)的供能方法十分笨重,且消耗大量能量。 近二十年來(lái),麻省理工學(xué)院電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的胡清教授和他的研究小組一直致力于研究可以鑲嵌在微型芯片上的太赫茲激光源。就在最新一期的《自然光子學(xué)》雜志(Nature Photonics)上,來(lái)自桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Sandia National Laboratories)和多倫多大學(xué)(University of Toronto)的小組成員們揭露了一款可提高80%功率輸出的太赫茲激光器的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。 蒼天不負(fù)有心人,由于他們的設(shè)計(jì)在各方面表現(xiàn)都十分突出,該小組被NASA聘去為GUSTO項(xiàng)目提供太赫茲激光源。GUSTO項(xiàng)目的成立是為了探究星際介質(zhì)的組成部分,而聘請(qǐng)他們的原因則是太赫茲激光可以從光譜學(xué)的角度來(lái)測(cè)量出氧氣的含量。由于這個(gè)項(xiàng)目需要向地球的高空大氣層中部署裝滿工具的氣球,所以太赫茲激光源一定要輕盈易攜帶。研究小組的新型設(shè)計(jì)是分布反饋式量子級(jí)聯(lián)激光器的改裝版本!斑@是最好的一個(gè)切入點(diǎn),所以我們就從這里著手了!盡IT電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的研究生、報(bào)告的首席作者Ali Khalatpour這樣說(shuō),“它能讓太赫茲激光擁有最佳的表現(xiàn)! 但是,目前這個(gè)裝置有一個(gè)很大的不利條件,它總會(huì)自動(dòng)的向兩個(gè)相反的方向發(fā)射激光,而幾乎所有對(duì)太赫茲激光的應(yīng)用都是需要一個(gè)集中的激光源。這個(gè)缺陷就意味著有至少一半的能源是被無(wú)端浪費(fèi)掉的。對(duì)此,Ali Khalatpour和他的同事們想出了一個(gè)辦法,它可以將80%向錯(cuò)誤方向發(fā)射的激光導(dǎo)向至正確的方向。 圖1.一種新技術(shù)將裝有微型芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高了88% |