該新激光系統(tǒng)的原理圖。
從它們在電信中的使用到危險化學品的檢測，激光在我們的日常生活中發(fā)揮了重要的作用。它們使我們保持聯(lián)系，使我們安全，還使我們能夠去探索宇宙的黑暗角落。
現(xiàn)在，西北大學的一個團隊通過將一個中紅外可調(diào)諧激光器與一個片上放大器集成起來已經(jīng)使這一重要的工具變得更簡單和更靈活。這個突破允許可調(diào)波長的輸出，調(diào)制器和放大器被放置在一個單一封裝里。
有了這種結(jié)構(gòu)，該激光器已經(jīng)展示了比它的前輩大一個數(shù)量級以上的輸出功率，而調(diào)諧范圍也被擴展了超過兩倍。
“我們在大功率、高效率的激光器上一直處于領(lǐng)導地位，”西北McCormick工程學院電氣工程和計算機科學WalterP. Murphy榮譽教授Manijeh Razeghi說，她領(lǐng)導了該項研究。“下一個符合邏輯的擴展是將電可調(diào)波長與高功率輸出結(jié)合起來。”
本研究得到了美國國土安全部科技局，美國國家科學基金會，海軍航空系統(tǒng)司令部和美國宇航局的支持，在2015年12月21日發(fā)表于《應用物理快報》(Applied Physics Letters)在線雜志上的一篇論文中介紹了這項研究。
用中紅外光譜學，化學物可以通過其獨特的吸收光譜識別出來。這極大的引起了政府機構(gòu)的興趣，目的是檢測危險化學品或可能的爆炸性威脅。因為Razeghi的新系統(tǒng)是高度定向的，所以其高功率可以被更有效地使用，從而使其具有更大的能力來檢測化學物質(zhì)。它也允許遠程的應用，這可以讓操作人員在物理上遠離潛在的危險環(huán)境。該技術(shù)還可能有益于自由空間光通信和飛行器保護。
這項新的研究是建立在Razeghi與西北大學量子器件研究中心多年的研究成果上的。在2012，她開發(fā)了一個很寬范圍內(nèi)可調(diào)的單芯片中紅外激光。
Razeghi說“我們展示了第一個連續(xù)可調(diào)的可連續(xù)工作的中紅外激光器，可以通過電來調(diào)諧發(fā)射波長。這個最初的示范品是非常令人興奮的，而進一步的開發(fā)把我們帶到了更多的新項目面前。”
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