他的研究目標(biāo)是開發(fā)設(shè)備，進(jìn)而開辟多種可能的應(yīng)用如：生物、化學(xué)傳感、光譜、炸藥，以及對(duì)違禁材料、檢測(cè)疾病的診斷，藥物的質(zhì)量控制，甚至在遙感天文學(xué)方面以了解恒星和星系的形成，這里只是僅僅舉了幾個(gè)例子。（這些都是相當(dāng)酷的東西，會(huì)給人留下深刻的印象。）

然而，除了已知的優(yōu)點(diǎn)，Kumar說(shuō)，太赫茲激光器已得到充分利用和發(fā)掘；但高成本和功能的局限性阻礙了創(chuàng)新在多種領(lǐng)域的應(yīng)用。然而Kumar認(rèn)為，他有望真正釋放太赫茲激光技術(shù)的應(yīng)用潛力；他最近收到一批從美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助，目標(biāo)是研究高功率太赫茲激光器的相位鎖定超窄光束陣列，創(chuàng)造太赫茲激光器相比目前的設(shè)備能產(chǎn)生更大的光強(qiáng)度，并為大規(guī)模的研究商業(yè)應(yīng)用掃除障礙。

專注于解決方案

根據(jù)Kumar的描述，電磁波譜的太赫茲區(qū)域由于缺乏高功率的輻射源目前還沒怎么被研究?，F(xiàn)有的輻射源具有低輸出功率且有一些其他不良的光譜特性，這使得它們?cè)趹?yīng)用中嚴(yán)重不合適。他目前的項(xiàng)目旨在開發(fā)具有高達(dá)100毫瓦平均光功率的太赫茲半導(dǎo)體激光器，這將比現(xiàn)有的技術(shù)高過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且有顯著小于五度發(fā)散角的窄波束特性。

Kumar研究的量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL），這些設(shè)備最初發(fā)明是用于中紅外輻射的發(fā)射。他們只是最近才開始在太赫茲頻率上做一個(gè)嘗試，在這個(gè)范圍內(nèi)，他們遇到了一些額外的挑戰(zhàn)。在這個(gè)尖端的環(huán)境中，Kumar的小組是在世界上的少數(shù)的幾個(gè)在這些可行的低成本激光器領(lǐng)域取得進(jìn)展的研究小組。

Kumar研究量子級(jí)聯(lián)激光器的方法將大大提高輸出功率和光束質(zhì)量。便攜式電動(dòng)制冷機(jī)將提供所需的半導(dǎo)體激光器芯片的冷卻溫度；這些將包含鎖相量子級(jí)聯(lián)激光器發(fā)射陣列，一系列離散太赫茲應(yīng)用所需要的頻率。

在以往的工作中，Kumar和他的研究小組表明，太赫茲激光器（發(fā)射波長(zhǎng)約為100微米）可以利用一種稱為分布反饋發(fā)出的光聚焦光束。其激光的光能量被限制在一個(gè)空腔，夾在兩個(gè)金屬板之間，其距離為10微米的距離。采用100微米乘以1400微米乘以10微米大小的箱型腔，研究團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)的一個(gè)具有4度乘以4度的光束發(fā)散角的太赫茲激光，這種窄發(fā)散角的太赫茲激光器目前還沒實(shí)現(xiàn)。

Kumar認(rèn)為，目前大多數(shù)采用中紅外激光器的企業(yè)會(huì)對(duì)這種強(qiáng)大的且能夠負(fù)擔(dān)起的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器感興趣，而這種技術(shù)本身會(huì)產(chǎn)生新的解決方案。

“在開發(fā)人員可以寫出“重量級(jí)APP”使它成為一個(gè)家庭產(chǎn)品之前，我們首先需要一個(gè)iPhone，”他說(shuō)。“同樣的，我們正在努力的這一項(xiàng)技術(shù)，可以讓未來(lái)的研究人員以前所未有的方式改變世界。”