新型半导体激光器可用于太空探索
- 2015/12/31 15:25:26 14473
- 来源：科技部
在电磁波谱中，太赫兹的频率范围位于微波和红外线之间。太赫兹波可以在不损伤被检测物质的前提下对塑料、服装、半导体和艺术品等进行材料分析，还可以用于分析星体的形成和行星大气的组成。
目前使用可见光的垂直外腔表面发射激光器（VECSEL）已经被广泛用于生成高能束，但是这种技术此前并不适用于太赫兹频率范围。加州大学洛杉矶分校的电气工程副教授本杰明·威廉姆斯带领团队研制了可以在太赫兹频率范围使用的VECSEL。研究结果近日发表在《应用物理快报》上。
为了使VECSEL在太赫兹频率范围发出高能束，威廉姆斯团队研制出带有一个叫做“反射阵超材料表面镜”装置的VECSEL。这种装置之所以如此命名，是因为它包含一个由大量微小天线耦合激光腔组成的阵列，这样当太赫兹波经过这个阵列时就“看”不到激光腔，反而会被反射回去，就像被普通的镜子反射回去一样。
“把超材料表面和激光器结合起来还是次。”威廉姆斯表示，这一方法既可以使激光器在太赫兹频率范围输出更大的功率，还可以形成高质量的激光束，而且超材料的使用可以让科研人员对激光束进行进一步的设计，以生成理想的极化度、形状和频率等。
研究成员之一、论文作者许璐瑶（音译）进一步解释说：“通过将超材料表面作为外腔的一部分，我们不但可以改进激光束的形状，还可以通过不同的外腔设计来为激光器带来新功能。例如，通过使用独立式电线偏振器或滤波器作为第二个反射面，我们只要简单地旋转偏振器就可以将激光器的输出功率和效率大化。”
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