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    MIT新型太赫兹激光器性能飞跃式提升|前沿

    发布:jzjingrui 浏览:151次

    福利彩票甘肃快三 www.hlvpd.tw   麻省理工学院(MIT)研究人员设计了新一代太赫兹激光器,是全球首个同时达到高恒定功率、窄波束模式和宽频率调谐这三项关键性能目标的激光器。该激光器可用于2021年NASA任务中的星际元素探测,还可用于改善皮肤和乳腺癌成像、检测毒品和爆炸物等。

      多年来,MIT长期致力于开发称为“光子线激光器”的新型量子级联激光器(QCL)。与许多激光器一样,这些激光器是双向发射的,这就降低了其功率。传统激光器采用一个高反镜和一个增透镜来解决该问题。但这个问题在太赫兹激光器中很难解决,因为太赫兹辐射波长太长,而激光器尺寸太小。

      2017年,NASA宣布了“银河系内/外ULDB气球光谱太赫兹天文台(GUSTO)”任务,计划在2021年发射搭载光子线激光器的高空气球望远镜。NASA选中了MIT的光子线激光器,研究人员为线激光器波导开发了一种新颖设计,实现单向发射,从而实现了高效率并保证了光束质量,但不能满足NASA的频率调谐要求。

      在此基础上,研究人员Khalatpour从有机化学中获得了灵感。Khalatpour注意到一种两边排列着原子的长聚合物链。它们是“π-bonded”,即分子轨道重叠使键合更稳定。研究人员将此概念应用到激光器上,在阵列上本来独立的线激光器之间建立紧密的连接。这种新型耦合方案实现了两个或多个线激光器的锁相。为了实现频率调谐,研究人员通过改变每根线激光器的电流轻微改变折射率,这种折射率变化在耦合激光器中会产生相对中心频率的连续频移。

      实验中,研究人员制造出由10个π耦合线激光器组成的阵列,连续频率调谐范围10GHz,输出功率约为50~90mW,具体功率取决于阵列上有多少对π耦合激光器,光束发散度只有10°。

      研究人员目前还在构建一款动态范围大于110dB的高动态范围成像系统,可用于皮肤癌成像等多种应用。以往用于这项任务的激光器体积大、效率低且频率不可调谐。

      加州大学洛杉矶分校物理与波电子学副教授Benjamin Williams表示:“这是一项非常出色的研究成果,在太赫兹波段,一般情况下很难同时实现良好光束模式和高功率。该技术的创新是开发出一种将多个线激光器连接在一起的新方法。该研究已证明,通过适当地间隔相邻的线激光器,可诱导它们在相干的对称超模式运行。另外,还有一个优势是激光频率可调谐到所需波长——这是光谱学和天体物理学研究需要的的重要特性?!?/p>

    声光可调滤光器采用了我公司生产的晶体材料

      参考文献《Phase-locked photonic wire lasers by π coupling》

      (王振 摘编自 激光网)

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