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(kāi)時(shí)是如何選擇各個(gè)頻率，以及選擇的速度有多快呢?

　　多年來(lái)，已經(jīng)預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(shí)間尺度上穩定，并且可以在幾百皮秒(千分之一納秒)時(shí)間內就能實(shí)現改變。

　　然而，到目前為止，還沒(méi)有一個(gè)探測器能夠精確地測量和證明這一點(diǎn)，最好的結果只是在納秒級的時(shí)間尺度上實(shí)現，太慢以至于不能進(jìn)行有效的分析或者被用來(lái)開(kāi)發(fā)最有效的新系統。

　　利茲大學(xué)的研究人員與巴黎、法國以及澳大利昆士蘭大學(xué)的國際同事進(jìn)行合作，使用太赫茲頻率量子級聯(lián)激光器和一種稱(chēng)為太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)分析激光穩定的整個(gè)過(guò)程。

　　太赫茲供電技術(shù)可以測量飛秒(百萬(wàn)分之一毫微秒)尺度的光波長(cháng)，從而為研究人員提供了前所未有的細節水平。通過(guò)了解激光器內波長(cháng)變化的速度，以及在微小的時(shí)間幀內發(fā)生的過(guò)程，可以建立更有效的設備和系統。

　　這項研究的利茲元素是在大學(xué)的太赫茲光子學(xué)實(shí)驗室進(jìn)行的，這是布拉格大學(xué)材料研究中心的一部分。

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

　　“現在我們可以看到激光在如此微小的時(shí)間范圍內的詳細發(fā)射情況，我們可以看到光從一個(gè)穩定狀態(tài)到一個(gè)新的穩定狀態(tài)如何變化的?！?/p>

　　“這對于商業(yè)系統設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(jià)值在于能夠突出趨勢和解釋集成光子器件的詳細細節，這是在復雜的成像系統中使用的，它可能對于制藥或電子領(lǐng)域很有用?！?/p>

　　“設計者可以將這些發(fā)現應用到電磁頻譜不同部分的激光器，因為底層物理學(xué)將非常相似?！?/p>

　　利茲大學(xué)的太赫茲電子學(xué)教授Edmund Linfield表示，“我們正在使用太赫茲技術(shù)的高度先進(jìn)的能力來(lái)照亮激光器的運行細節?！薄拔覀兊难芯恐荚跒楣こ處熀烷_(kāi)發(fā)者提供研究細節，如何尋找一些途徑實(shí)現他們自己系統的性能提高。通過(guò)這樣，我們將提高國家的科學(xué)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(lái)發(fā)展奠定基礎。