細數激光器領(lǐng)域最新成果

　　在整個(gè)激光產(chǎn)業(yè)的鏈條中，激光器可以說(shuō)是科技含量最高的一環(huán)，也是所有激光應用的基礎。正是基于此，激光器的研發(fā)一直吸引著(zhù)眾多的科學(xué)家團隊。隨著(zhù)激光材料的開(kāi)發(fā)和激光理論的成熟，激光器的發(fā)展也進(jìn)步神速，大到工業(yè)級高功率激光器，小到微米級微型生物激光器，科學(xué)家在激光器的領(lǐng)域推陳出新，成果不斷。下面小編就為大家盤(pán)點(diǎn)近期激光器領(lǐng)域最新的研發(fā)成果。

　　玻璃瓶狀微型激光器　　沖繩科學(xué)技術(shù)研究所(OIST)研究生院光物質(zhì)相互作用小組科學(xué)家發(fā)現，通過(guò)摻有稀土元素如鉺或鐿玻璃制成的甜甜圈狀或球形設備可以用來(lái)制造一種特殊類(lèi)型的玻璃微型激光器。在該微型激光器內，光線(xiàn)被反復反射，從而在一粒沙粒大小尺寸的微型設備內生成10米至100米長(cháng)的光路。

　　此外，通過(guò)利用摻鉺或鐿或者二氧化硅磷酸鹽玻璃不同的熔點(diǎn)，OIST科學(xué)家們研發(fā)出了一種通過(guò)玻璃濕潤或者玻璃對玻璃制備法生產(chǎn)微型激光器的方法，這種方法制備的瓶狀微型激光器，直徑為170微米。

　　通過(guò)這種方法生成的微型激光器可用于測量微流體設備的空氣流量，相比傳統的商用電子流量傳感器更敏感，而且尺寸也要小1000倍。

　　硅材料量子級聯(lián)激光器

　　來(lái)自美國加利福尼亞大學(xué)、海軍研究實(shí)驗室和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究人員，首次在硅材料上構建量子級聯(lián)激光器。

　　硅的間接帶隙使得構建激光器非常困難，但是可以利用III-V族半導體材料，例如磷化銦(InP)或砷化鎵(GaAa)，構建二極管激光器。通過(guò)直接將III-V層緊接到硅晶片上，利用III-V層形成激光增益，并整合相同組合在硅材料上形成2μm多量子阱激光器。二極管激光器的局限性使得難于產(chǎn)生更長(cháng)波長(cháng)，因此，該研究小組轉而使用QCLs代替。

　　在硅材料上構建量子級聯(lián)激光器(QCL)極具挑戰性，主要是由于SiO2 在長(cháng)波長(cháng)中紅外波段具有很強的吸收性。"這就意味著(zhù)我們不僅要在硅材料上構建不同類(lèi)型的激光器，還需要構建不同類(lèi)型的硅波導。"該項目領(lǐng)導人Alexander Spott表示："我們構建了SONOI波導，在硅波導下使用了氮化硅層，而不是只用SiO2 。"

　　這項成就將廣泛應用于光譜化學(xué)、氣體探測、天文學(xué)、海洋探測、熱成像、爆炸物探測及自由空間通信等。

　　緊湊型人眼安全新型激光器

　　來(lái)自莫斯科國立大學(xué)和白俄羅斯國立技術(shù)大學(xué)研究團隊的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種新型激光器。它是一種波長(cháng)對人眼無(wú)害的緊湊型激光源。該激光器可被用于醫療、通信及科研領(lǐng)域。

　　1500到1600nm波長(cháng)范圍的激光光束，對人眼無(wú)害，在醫療、測距、通信等領(lǐng)域具有實(shí)際應用。人眼的眼角膜和晶狀體對這些光譜具有很高的吸收系數，所以只有很少部分能量到達視網(wǎng)膜敏感區。并且1500到1600nm波長(cháng)范圍光譜在空氣中具有低損耗特性，因此能夠應用于通信行業(yè)。

　　迄今為止，該波段光源主要是摻鉺和摻鐿的磷酸鹽晶體固體激光器。這種激光器結構簡(jiǎn)單緊湊，通過(guò)調Q可產(chǎn)生短脈沖。與此同時(shí)，鉺磷酸鹽晶體的低熱導率結構限制了這種連續二極管系統的應用范圍。為了避免這個(gè)問(wèn)題，包含鉺和鐿的晶體結構將派上用場(chǎng)。

　　基于黑鱗的光纖鎖模激光器

　　由深圳大學(xué)-新加坡國立大學(xué)光電協(xié)同創(chuàng )新中心教授張晗帶領(lǐng)的深圳市孔雀創(chuàng )新團隊首次研發(fā)了基于黑磷的光纖鎖模激光器，得到了超短脈沖激光的輸出信號。

　　近年來(lái)，在石墨烯產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際，另一種新型單元素二維原子晶體材料--黑磷被發(fā)現。與石墨烯類(lèi)似，黑磷具有諸多優(yōu)異特性，故被稱(chēng)為比肩石墨烯的"夢(mèng)幻材料"。其非線(xiàn)性光學(xué)特性被國內外多家單位證實(shí)并應用于超快激光的產(chǎn)生中。

　　在激光領(lǐng)域中，具有可飽和吸收特性的器件是組建超短脈沖激光器的關(guān)鍵。黑磷寬帶可飽和光吸收特性，波長(cháng)范圍可覆蓋可見(jiàn)光到中紅外波段特性的發(fā)現為中紅外超快光學(xué)器件的研發(fā)提供了可能。研究表明，石墨烯是一種無(wú)帶隙的半金屬半導體材料，擁有超高的電子遷移率以及寬帶光吸收特性。然而，無(wú)帶隙的能帶結構限制了石墨烯在光電領(lǐng)域的應用和發(fā)展。而黑磷的最大特點(diǎn)是擁有隨著(zhù)層數可變的直接帶隙，這恰好解決了困擾石墨烯的難題。

　　低成本衍射極限有機激光器

　　來(lái)自巴黎第十三大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心、瑟米萊伯半導體物理實(shí)驗室以及圣艾蒂安高等礦業(yè)學(xué)院的科學(xué)家經(jīng)過(guò)共同努力，通過(guò)噴墨打印法制備出了一種激光核心。這種薄膜有機外腔垂直發(fā)射激光膠囊可完全一次性的制備。

　　噴墨打印制成的激光膠囊由折射率為1.5的光學(xué)主基材EMD6415墨水構成，通過(guò)標準的激光染料如Pyrromethene 597或Rhodamine 640組合而成。膠囊附近是一種基于內腔聚合物的法布里-珀羅標準具，允許激光輸出從570納米到670納米連續調諧。

　　雖然有機激光器成本較低，但是他們很快就會(huì )降解的特點(diǎn)成為了其中的一個(gè)障礙。也許這一障礙并非如此可怕，因為既然這種激光器如此便宜，一旦降解之后就可以扔掉了。研究人員估計每個(gè)激光膠囊的制作成本僅為幾美分。