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使微小的激光設(shè)備（如眼科手術(shù)刀）更有效地工作的秘訣之一就是使用稱為量子點的微小半導(dǎo)體粒子。在新研究中，納米尺寸的點正在被額外的電子修改或“摻雜”，這種處理使得點越來越接近產(chǎn)生期望的激光，具有較少的刺激和能量損失。 V|xKvH  
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“在粒子的裝配過程中，當(dāng)我們適當(dāng)?shù)卣{(diào)整粒子內(nèi)的組成時，我們在每個點中注入兩個或更多個電子，并且它們變得能夠射出更多激光。重要的是，它們需要相當(dāng)?shù)偷哪芰縼砑ぐl(fā)激光發(fā)射，”納米技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Victor Klimov說道。 /PF X1hSu  
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為了迫使材料發(fā)射激光，激光器需要致力于一個“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”狀態(tài)，即，使得在較高能量的電子狀態(tài)超過處于較低能量狀態(tài)的數(shù)量的電子的數(shù)量。為了正常地實現(xiàn)這種情況，激光器需要采用一定功率的外部刺激（光的或電的），外部刺激應(yīng)該超過稱為“光學(xué)增益閾值”的臨界值。洛斯阿拉莫斯實驗室的研究人員們在最近的范例改革進(jìn)展中表明，通過在他們專門設(shè)計的量子點中加入額外的電子，它們可以將該閾值減少到幾乎為零。 p*E_Po  
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當(dāng)被泵浦刺激時，標(biāo)準(zhǔn)的激光材料吸收光能一段時間才能開始發(fā)射激光。在該一段時間過程中，當(dāng)光既不被吸收也不被放大時，材料將渡過“光學(xué)透明”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。通過向其量子點添加額外的電荷載體，洛斯阿拉莫斯實驗室的研究人員們能夠阻斷吸收和創(chuàng)造透明狀態(tài)而無需外部激勵。這意味著甚至極弱的泵浦現(xiàn)在可以啟動激光發(fā)射。 !7t,(Id8  
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這項研究的另一個重要要素是一種新型的量子點，其內(nèi)部設(shè)計用于將激光活躍狀態(tài)保持比標(biāo)準(zhǔn)粒子更長。通常，額外電子的存在將抑制激光，因為量子點能量不會作為光子流釋放，而是以無用的熱量的形式釋放。洛斯阿拉莫斯實驗室的研究人員們設(shè)計的新的粒子設(shè)計消除了這些寄生損耗，將粒子的能量重定向到發(fā)射通道。“這些研究提供了理解新型低閾值激光器件的機(jī)會，這些新型低閾值激光器件可以由從光纖和大型激光陣列到激光發(fā)射和芯片感測技術(shù)等應(yīng)用的各種基板和光腔設(shè)計制造，”Klimov說。
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原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171016132644.htm