雷根斯堡大学 强光脉冲(白光)可以将可饱和吸收体(金光栅)变成近乎完美的镜子
背景照片:量子级联激光器的放大图(银区的中心部分)
学分:雷根斯堡大学于尔根·拉卜
仅用于本研究的报告
来自德国、意大利和美国的国际研究小组
K
开发了太赫兹光谱范围的关键光子学组件
通过将半导体纳米结构中的电子共振与微谐振器的光子场混合，他们设计了一种比以往任何时候都更容易褪色的彩色镜子，并可以使太赫兹激光超快
研究结果发表在最新一期的《自然通讯》上
太赫兹辐射——通常被称为T射线——标志着光子学的最后前沿之一
位于微波电子学和红外光学之间的光谱间隙中，T射线提供了巨大的应用潜力，但是它们的产生成本很高
第一个广泛可用的太赫兹应用范围从机场的人体扫描仪和快速气体传感到超快通信
如果超短脉冲可以直接在所谓的量子级联激光器中产生，那么更多的想法可能会进入市场。量子级联激光器是一种特殊类型的电驱动紧凑型太赫兹激光器
这些光源通常以连续波模式工作，但人们普遍预测，如果在激光器中加入一个关键的光子学元件，即所谓的可饱和吸收体，它们可能会变成脉冲工作
可饱和吸收体就像一面雾状的镜子，如果入射光变得太亮，它会瞬间变得清晰
如果激光器内部的所有能量都集中在一个短脉冲中，它很容易使吸收体饱和，并且比连续波光束损失更少
这种元件在光学上很容易获得，而在太赫兹领域，它们只存在于不切实际的强辐射中，这是量子级联激光器无法实现的
由米里亚姆的研究小组组成的欧洲联盟
维迪耶洛大学、比萨大学、埃德蒙·林菲尔德大学、利兹大学和雷根斯堡大学的鲁珀特·胡贝尔大学现在联合开发了一种新的可饱和吸收体，其饱和强度低得多
他们的新颖想法受到了一个众所周知的音乐策略的启发:共鸣器
斯坦威钢琴的独特声音是从哪里来的？秘密不在弦上，而在共鸣体中
这就是准确声音的定义及其对强击键的动态响应
该手稿的主要作者于尔根·拉伯说:“我们基本上是把这个想法转移到太赫兹光学中。”
米丽娅姆·维蒂耶洛的团队设计了一种金镜和金光栅的微结构组件，它们像太赫兹辐射的共振体一样共同工作
这些共振可以与电子强耦合，电子可以在由埃德蒙·林菲尔德设计和生长的半导体纳米结构的原子级精确序列定义的两个量子态之间跳跃
关键:电子和太赫兹微腔之间的强耦合导致了半电子半太赫兹光子的激发
这种情况不仅形成了共振的“音调”，还极大地改变了系统对“强击键”的反应方式，强击键对应于强烈的太赫兹脉冲
该小组对新的太赫兹斯坦威进行了终极测试
在雷根斯堡的一个专门设计的装置中，他们将超短太赫兹脉冲聚焦在可饱和吸收体上，并开发了一种极端慢动作相机，以跟踪飞秒时间尺度——十亿分之一秒的百万分之一——的饱和动力学
惊人的结果是:吸收体不仅比单独的电子跃迁更容易饱和，大约一个数量级
它也比太赫兹脉冲的单个振荡周期更快地饱和，并且谐振器的“音调”在饱和过程中变化得如此好，以致在施加强太赫兹脉冲时基本上没有吸收剩余
这些是饱和吸收体最好的基因
米里亚姆·维蒂耶洛深信不疑:“现在我们手头上已经有了制造带有可饱和吸收体的超快太赫兹量子级联激光器的所有部件
" 这种光源可以极大地扩展太赫兹光子学的范围
超短太赫兹脉冲的频率超过现代计算机的1000倍，可以形成革命性的下一代电信链路的主干
发射超短T射线的紧凑型量子级联激光器也可以促进化学分析，并在诊断和医学领域实现多种多样的应用
根据目前的结果，实现这些大胆目标的一个重要里程碑已经达到
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
