太赫茲技術(shù)為揭示半導體激光器工作原理提供新視角

　　激光器，即廣泛用在特定頻率下工作的高功率光源。當激光打開時是如何選擇各個頻率，以及選擇的速度有多快呢?

　　多年來，已經(jīng)預(yù)言半導體激光器中的工作頻率在幾納秒(即幾十億分之一秒)的時間尺度上穩(wěn)定，并且可以在幾百皮秒(千分之一納秒)時間內(nèi)就能實現(xiàn)改變。

　　然而，到目前為止，還沒有一個探測器能夠精確地測量和證明這一點，最好的結(jié)果只是在納秒級的時間尺度上實現(xiàn)，太慢以至于不能進行有效的分析或者被用來開發(fā)最有效的新系統(tǒng)。

　　利茲大學的研究人員與巴黎、法國以及澳大利昆士蘭大學的國際同事進行合作，使用太赫茲頻率量子級聯(lián)激光器和一種稱為太赫茲時域光譜技術(shù)分析激光穩(wěn)定的整個過程。

　　太赫茲供電技術(shù)可以測量飛秒(百萬分之一毫微秒)尺度的光波長，從而為研究人員提供了前所未有的細節(jié)水平。通過了解激光器內(nèi)波長變化的速度，以及在微小的時間幀內(nèi)發(fā)生的過程，可以建立更有效的設(shè)備和系統(tǒng)。

　　這項研究的利茲元素是在大學的太赫茲光子學實驗室進行的，這是布拉格大學材料研究中心的一部分。

　　據(jù)Iman Kundu博士介紹，利用太赫茲技術(shù)的超快探測能力來觀察激光發(fā)射情況，并從之前的能觀察多個波長，發(fā)展到能夠觀察一個十億分之一秒波長的情況。

　　“現(xiàn)在我們可以看到激光在如此微小的時間范圍內(nèi)的詳細發(fā)射情況，我們可以看到光從一個穩(wěn)定狀態(tài)到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)如何變化的?！?/p>

　　“這對于商業(yè)系統(tǒng)設(shè)計者的好處是潛在的。太赫茲技術(shù)雖然不適用于許多領(lǐng)域，但我們相信它的價值在于能夠突出趨勢和解釋集成光子器件的詳細細節(jié)，這是在復(fù)雜的成像系統(tǒng)中使用的，它可能對于制藥或電子領(lǐng)域很有用。”

　　“設(shè)計者可以將這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到電磁頻譜不同部分的激光器，因為底層物理學將非常相似?！?/p>

　　利茲大學的太赫茲電子學教授Edmund Linfield表示，“我們正在使用太赫茲技術(shù)的高度先進的能力來照亮激光器的運行細節(jié)?！薄拔覀兊难芯恐荚跒楣こ處熀烷_發(fā)者提供研究細節(jié)，如何尋找一些途徑實現(xiàn)他們自己系統(tǒng)的性能提高。通過這樣，我們將提高國家的科學和工程在全球中競爭力?！?/p>

　　該成果已發(fā)表在《自然通訊Nature Communications》上，將為半導體激光器的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。