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简化方法产生高能单模激光

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:15

    简化方法产生高能单模激光

    (a)β-DFB原理图(b)对该设备的扫描电子显微镜成像(c)频谱(d)远场图样

    美国西北大学(Northwestern University)的研究人员已经开发出一种新的谐振器,能产生最纯净、最亮、最强大的单模量子级联激光,其波长范围为8至12微米,军事和工业应用都对这一范围极感兴趣。

    关于此项研究的文章《斜角腔广域量子级联激光器(Angled Cavity Broad Area Quantum Cascade Lasers)》发表在8月21日的《应用物理快报》上。

    军事和工业应用都对8-12微米范围内的红外辐射非常感兴趣,因为几乎所有的化学品(包括神经毒气和有毒化工产品)都可以被此范围内的红外吸收识别。此外,这一波长范围内的红外辐射可以相对无阻碍地穿透大气,使得远距离传感成为可能。

    但想要成功应用防区外传感,激光光源必须功率高、模式单一、光束质量好。一个设备同时具备上述三种特性是一个极大的挑战,研究者已经提出了许多复杂的结构,但成效甚微。

    麦考密克工程和应用科学学院电气工程和计算机科学Walter P. Murphy教授玛尼杰•拉泽吉(Manijeh Razeghi)带领其研究小组,创造了一种新的激光技术,能够同时控制波长和光束质量。此项壮举得以实现,是使用了一种被称为β-DFB的新型“分布式反馈”机制,在斜激光腔内产生一个简单的衍射反馈。

    “我们的谐振器是最有前途的设备,能产生能量高、模式单一、光束质量好的激光束,同时它价格低廉,能在室温下使用。”量子设备中心(CQD,Center for Quantum Devices)主任拉泽吉(Razeghi)称,“此外,该设计可广泛适用于任意波长的半导体激光器。”

    拉泽吉(Razeghi)和他的研究小组展示了他们的峰值功率大于6瓦、近衍射极限、波长10.4微米的激光束——这是波长超过10微米中能量最高的单模半导体激光。改进这一设计,特别是优化激光谐振腔的设计、改善增益介质,有望显著提升输出功率。

    β-DFB的研发是对量子设备中心(CQD)内部活跃的研究工作的补充,目前尚无直接资助。

    (环球科学 邱晓琰)

    原文链接:https://phys.org/news/2012-08-approach-high-power-single-mode-lasers.html

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