太赫茲輻射源是太赫茲頻段應(yīng)用的關(guān)鍵器件，而太赫茲量子級聯(lián)激光器作為一種重要的太赫茲輻射源具有能量轉(zhuǎn)換效率高、體積小、輕便和易集成等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。近日，太赫茲量子級聯(lián)激光器研究獲得重大突破，世界功率最大的太赫茲激光器芯片問世英國。
英國利茲大學(xué)的研究人員開發(fā)出了世界上功率最大的太赫茲激光器芯片。工程與技術(shù)學(xué)院電子快報上報道利茲團(tuán)隊研制的量子級聯(lián)太赫茲激光器的輸出功率超過1W。新記錄比去年維也納團(tuán)隊的記錄高出一倍以上。
太赫茲波具有廣泛的潛在應(yīng)用，包括檢測藥品、化學(xué)特征及爆炸物的遙感，以及人體內(nèi)非侵入性癌癥檢測。然而，對科學(xué)家和工程師們的主要挑戰(zhàn)之一是使激光器功率和緊湊結(jié)構(gòu)能夠滿足之用要求。
電子與電氣工程學(xué)院太赫茲電子專家埃德蒙林菲爾德教授指出，即使可以構(gòu)建一個能夠產(chǎn)生大功率太赫茲輻射的大型儀器，但其應(yīng)用是非常有限的，我們需要的太赫茲激光器不僅能夠提供高功率光源，而且還要實現(xiàn)便攜式和低成本。利茲團(tuán)隊研制的太赫茲量子級聯(lián)激光器的尺寸只有幾個平方毫米。
林菲爾德教授說，這些激光器的工作過程非常微妙，不同的半導(dǎo)體材料，如砷化鎵層建立了一個原子單層。我們精確地控制每一獨立層的厚度和組成，構(gòu)建半導(dǎo)體材料層數(shù)在1000到2000之間。我們突破新型激光器功率記錄要歸功于我們具有的利茲專業(yè)知識制造這些層狀半導(dǎo)體材料，以及合理設(shè)計這些材料開發(fā)出高功率激光器件的能力。這項工作由工程和物理科學(xué)研究委員會（EPSRC）資助。
世界功率最大太赫茲激光器芯片的研制成功對太赫茲激光器的發(fā)展及應(yīng)用有著積極的意義，將加速太赫茲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，雖然目前太赫茲激光器的應(yīng)用仍受到限制，但是相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，太赫茲激光器將能給社會的發(fā)展帶來更大的作用。
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