新太赫茲設(shè)計(jì)能在微芯片上蝕刻，可將安裝芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高80％。 這新穎的設(shè)計(jì)顯示了未來工業(yè)成像和化學(xué)檢測應(yīng)用的前景。
一種新技術(shù)將安裝微型芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高了80％。 圖片由Demin Liu / Molgraphics提供。
高能量太赫茲光源的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方法涉及笨重耗電的桌面裝置。 麻省理工學(xué)院，桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室和多倫多大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種能夠分布式反饋的量子級聯(lián)激光器的變體裝置,它能使太赫茲射線發(fā)揮最佳性能。
然而，到目前為止，該裝置還是有一個(gè)主要缺點(diǎn) - 它自然地從兩個(gè)相反的方向上發(fā)射輻射。 而太赫茲輻射的大多數(shù)應(yīng)用需要定向光，所以像這樣的裝置會浪費(fèi)其一半的能量輸出。 研究小組已經(jīng)找到了一種方法來重定向通常離開激光背后的80％的光，使其沿所需方向行進(jìn)。
麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)研究生Ali Khalatpour表示，該設(shè)計(jì)并不與激光體內(nèi)的任何特定介質(zhì)或材料組合有關(guān)。
他說：“如果我們拿出更好的增益介質(zhì)，我們也可以增加輸出功率。” “我們增加了功率卻沒有設(shè)計(jì)一種新的活性介質(zhì)，這是非常困難的，通常，即使是10％的增加，也需要在設(shè)計(jì)的各個(gè)方面進(jìn)行大量的工作。”
雙向發(fā)射是許多激光設(shè)計(jì)的常見特征。 然而，對于常規(guī)激光器，通過將鏡子放在激光器的一端上可以很容易地進(jìn)行補(bǔ)救。 但是太赫茲輻射的波長太長了，研究人員稱之為光子線激光器的新型激光器非常小，因此傳播激光器長度的大部分電磁波實(shí)際上位于激光器的外部， 激光一端的鏡子將反射出能量波總能量的一小部分。
研究人員解決這個(gè)問題的方法利用了微小激光器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 量子級聯(lián)激光器由稱為波導(dǎo)的長矩形脊組成。 在波導(dǎo)中，材料被布置成使得電場沿著波導(dǎo)的長度感應(yīng)電磁波。
這種叫做駐波的波浪是惰性的，不會從波導(dǎo)中輻射出來。 研究人員將狹縫切割成波導(dǎo)，讓太赫茲射線輻射出來。 狹縫間隔開，使得發(fā)射的波相互增強(qiáng)，其波峰僅沿著波導(dǎo)的軸線重合。 在與波導(dǎo)更傾斜的角度，它們彼此抵消。
研究人員將反射鏡放在波導(dǎo)中的每個(gè)孔后面，這個(gè)步驟可以無縫地結(jié)合到生產(chǎn)波導(dǎo)本身的制造過程中。 反射器比波導(dǎo)寬，并且它們間隔開，使得它們反射的輻射將在一個(gè)方向上加強(qiáng)太赫茲波，而在另一個(gè)方向上抵消它。
美國宇航局已經(jīng)選擇了新的設(shè)備為其銀河系/銀河系外的超大數(shù)據(jù)庫光譜太赫茲觀測臺（GUSTO）任務(wù)提供太赫茲發(fā)射。
翻譯/Nick
一種新技術(shù)將安裝微型芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高了80％。 圖片由Demin Liu / Molgraphics提供。
高能量太赫茲光源的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方法涉及笨重耗電的桌面裝置。 麻省理工學(xué)院，桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室和多倫多大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種能夠分布式反饋的量子級聯(lián)激光器的變體裝置,它能使太赫茲射線發(fā)揮最佳性能。
然而，到目前為止，該裝置還是有一個(gè)主要缺點(diǎn) - 它自然地從兩個(gè)相反的方向上發(fā)射輻射。 而太赫茲輻射的大多數(shù)應(yīng)用需要定向光，所以像這樣的裝置會浪費(fèi)其一半的能量輸出。 研究小組已經(jīng)找到了一種方法來重定向通常離開激光背后的80％的光，使其沿所需方向行進(jìn)。
麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)研究生Ali Khalatpour表示，該設(shè)計(jì)并不與激光體內(nèi)的任何特定介質(zhì)或材料組合有關(guān)。
他說：“如果我們拿出更好的增益介質(zhì)，我們也可以增加輸出功率。” “我們增加了功率卻沒有設(shè)計(jì)一種新的活性介質(zhì)，這是非常困難的，通常，即使是10％的增加，也需要在設(shè)計(jì)的各個(gè)方面進(jìn)行大量的工作。”
雙向發(fā)射是許多激光設(shè)計(jì)的常見特征。 然而，對于常規(guī)激光器，通過將鏡子放在激光器的一端上可以很容易地進(jìn)行補(bǔ)救。 但是太赫茲輻射的波長太長了，研究人員稱之為光子線激光器的新型激光器非常小，因此傳播激光器長度的大部分電磁波實(shí)際上位于激光器的外部， 激光一端的鏡子將反射出能量波總能量的一小部分。
研究人員解決這個(gè)問題的方法利用了微小激光器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 量子級聯(lián)激光器由稱為波導(dǎo)的長矩形脊組成。 在波導(dǎo)中，材料被布置成使得電場沿著波導(dǎo)的長度感應(yīng)電磁波。
這種叫做駐波的波浪是惰性的，不會從波導(dǎo)中輻射出來。 研究人員將狹縫切割成波導(dǎo)，讓太赫茲射線輻射出來。 狹縫間隔開，使得發(fā)射的波相互增強(qiáng)，其波峰僅沿著波導(dǎo)的軸線重合。 在與波導(dǎo)更傾斜的角度，它們彼此抵消。
研究人員將反射鏡放在波導(dǎo)中的每個(gè)孔后面，這個(gè)步驟可以無縫地結(jié)合到生產(chǎn)波導(dǎo)本身的制造過程中。 反射器比波導(dǎo)寬，并且它們間隔開，使得它們反射的輻射將在一個(gè)方向上加強(qiáng)太赫茲波，而在另一個(gè)方向上抵消它。
美國宇航局已經(jīng)選擇了新的設(shè)備為其銀河系/銀河系外的超大數(shù)據(jù)庫光譜太赫茲觀測臺（GUSTO）任務(wù)提供太赫茲發(fā)射。
翻譯/Nick
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