新太赫茲設計能在微芯片上蝕刻，可將安裝芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高80％。 這新穎的設計顯示了未來工業成像和化學檢測應用的前景。
一種新技術將安裝微型芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高了80％。 圖片由Demin Liu / Molgraphics提供。
高能量太赫茲光源的標準生產方法涉及笨重耗電的桌面裝置。 麻省理工學院，桑迪亞國家實驗室和多倫多大學的研究人員創造了一種能夠分布式反饋的量子級聯激光器的變體裝置,它能使太赫茲射線發揮最佳性能。
然而，到目前為止，該裝置還是有一個主要缺點 - 它自然地從兩個相反的方向上發射輻射。 而太赫茲輻射的大多數應用需要定向光，所以像這樣的裝置會浪費其一半的能量輸出。 研究小組已經找到了一種方法來重定向通常離開激光背后的80％的光，使其沿所需方向行進。
麻省理工學院電氣工程與計算機科學研究生Ali Khalatpour表示，該設計并不與激光體內的任何特定介質或材料組合有關。
他說：“如果我們拿出更好的增益介質，我們也可以增加輸出功率。” “我們增加了功率卻沒有設計一種新的活性介質，這是非常困難的，通常，即使是10％的增加，也需要在設計的各個方面進行大量的工作。”
雙向發射是許多激光設計的常見特征。 然而，對于常規激光器，通過將鏡子放在激光器的一端上可以很容易地進行補救。 但是太赫茲輻射的波長太長了，研究人員稱之為光子線激光器的新型激光器非常小，因此傳播激光器長度的大部分電磁波實際上位于激光器的外部， 激光一端的鏡子將反射出能量波總能量的一小部分。
研究人員解決這個問題的方法利用了微小激光器設計的特點。 量子級聯激光器由稱為波導的長矩形脊組成。 在波導中，材料被布置成使得電場沿著波導的長度感應電磁波。
這種叫做駐波的波浪是惰性的，不會從波導中輻射出來。 研究人員將狹縫切割成波導，讓太赫茲射線輻射出來。 狹縫間隔開，使得發射的波相互增強，其波峰僅沿著波導的軸線重合。 在與波導更傾斜的角度，它們彼此抵消。
研究人員將反射鏡放在波導中的每個孔后面，這個步驟可以無縫地結合到生產波導本身的制造過程中。 反射器比波導寬，并且它們間隔開，使得它們反射的輻射將在一個方向上加強太赫茲波，而在另一個方向上抵消它。
美國宇航局已經選擇了新的設備為其銀河系/銀河系外的超大數據庫光譜太赫茲觀測臺（GUSTO）任務提供太赫茲發射。
翻譯/Nick
一種新技術將安裝微型芯片的太赫茲激光器的功率輸出提高了80％。 圖片由Demin Liu / Molgraphics提供。
高能量太赫茲光源的標準生產方法涉及笨重耗電的桌面裝置。 麻省理工學院，桑迪亞國家實驗室和多倫多大學的研究人員創造了一種能夠分布式反饋的量子級聯激光器的變體裝置,它能使太赫茲射線發揮最佳性能。
然而，到目前為止，該裝置還是有一個主要缺點 - 它自然地從兩個相反的方向上發射輻射。 而太赫茲輻射的大多數應用需要定向光，所以像這樣的裝置會浪費其一半的能量輸出。 研究小組已經找到了一種方法來重定向通常離開激光背后的80％的光，使其沿所需方向行進。
麻省理工學院電氣工程與計算機科學研究生Ali Khalatpour表示，該設計并不與激光體內的任何特定介質或材料組合有關。
他說：“如果我們拿出更好的增益介質，我們也可以增加輸出功率。” “我們增加了功率卻沒有設計一種新的活性介質，這是非常困難的，通常，即使是10％的增加，也需要在設計的各個方面進行大量的工作。”
雙向發射是許多激光設計的常見特征。 然而，對于常規激光器，通過將鏡子放在激光器的一端上可以很容易地進行補救。 但是太赫茲輻射的波長太長了，研究人員稱之為光子線激光器的新型激光器非常小，因此傳播激光器長度的大部分電磁波實際上位于激光器的外部， 激光一端的鏡子將反射出能量波總能量的一小部分。
研究人員解決這個問題的方法利用了微小激光器設計的特點。 量子級聯激光器由稱為波導的長矩形脊組成。 在波導中，材料被布置成使得電場沿著波導的長度感應電磁波。
這種叫做駐波的波浪是惰性的，不會從波導中輻射出來。 研究人員將狹縫切割成波導，讓太赫茲射線輻射出來。 狹縫間隔開，使得發射的波相互增強，其波峰僅沿著波導的軸線重合。 在與波導更傾斜的角度，它們彼此抵消。
研究人員將反射鏡放在波導中的每個孔后面，這個步驟可以無縫地結合到生產波導本身的制造過程中。 反射器比波導寬，并且它們間隔開，使得它們反射的輻射將在一個方向上加強太赫茲波，而在另一個方向上抵消它。
美國宇航局已經選擇了新的設備為其銀河系/銀河系外的超大數據庫光譜太赫茲觀測臺（GUSTO）任務提供太赫茲發射。
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