從左至右：利哈伊大學(Lehigh University)電氣和計算機工程研究生Ji Chen、Liang Gao和Yuan Jin在利哈伊大學Sinclair大樓Sushil Kumar的太赫茲光電子(Terahertz Photonics)實驗室

　　美國研究人員展示了一種具有破記錄輸出功率的太赫茲半導體激光器，可用于各種形式的光譜學和其他應用。

　　以強烈的單色輻射光束形式提供的光束是眾所周知的技術，可以追溯到1960年推出的第一臺激光器。依靠激光器來實現(xiàn)超快速和高容量的數(shù)據(jù)通信、制造、手術以及商業(yè)應用，例如條形碼掃描儀、打印機，諸如CD和DVD的光盤，自動駕駛車輛，激光顯示表演和動態(tài)藝術裝置，當然還有光譜學。

　　從紅外到紫外的激光器被廣泛使用，然而，利哈伊大學的Sushil Kumar團隊研究了太赫茲激光器。太赫茲輻射位于微波和紅外區(qū)域之間的電磁波譜區(qū)域。它們可穿透塑料、織物、紙板和其他材料，可用于檢測各種化學品。太赫茲激光有可能用于非破壞性、非侵入性篩查和檢測爆炸物，非法藥物，檢測藥物化合物，篩查皮膚癌。

　　為了真正有用，激光必須以非常精確的波長發(fā)射，這通常通過單模激光器中的“分布式反饋”來完成。太赫茲激光器必須是單模的。隨著太赫茲輻射的傳播，其中一部分會被大氣濕度吸收，這是非常不利的。因此，一個用于光學傳感和分析的太赫茲激光，不管距離多遠，即使幾米，也必須避免這個問題。現(xiàn)在，Kumar的團隊一直致力于通過提高光功率輸出來提高強度和亮度。

　　他們研究了“表面發(fā)射”(而不是“邊緣發(fā)射”)的單模激光器。已經(jīng)找到了一種將周期性引入激光器光學腔的方法，使其能夠從根本上輻射高質(zhì)量的光束并提高輻射效率。該團隊將這種方法稱為“混合二階和四階布拉格光柵”。他們建議，他們的混合光柵不一定限于太赫茲激光器，而是可以用于增強幾乎任何表面發(fā)射半導體激光器。

　　該團隊報告了單模太赫茲激光器的功率輸出為170毫瓦的實驗結(jié)果。這是迄今為止這種激光器中功能最強大的。因此他們證明，它們的混合光柵可以通過簡單地改變激光腔內(nèi)壓印光柵的周期來精確控制發(fā)射波長。庫馬爾表示，1000毫瓦的設備應該很快成為可能，這可能會吸引制造商的眼球。

　　原文請查閱：

　　Power up: New lasers for spectroscopy

　　SpectroscopyNOW.com

　　Channels: Atomic

　　Published: May 15, 2018