维也纳理工大学 荣誉:戈特弗里德·斯特拉瑟、贝内迪克特·施瓦茨、约翰内斯·希尔布兰德和尼古拉·奥帕克 用于激光指示器的普通固态激光器产生可见光
然而，对于许多应用，例如分子检测，需要中红外范围的辐射
这种红外激光器更难制造，尤其是当激光辐射需要以极短的强脉冲形式出现时
很长一段时间以来，科学家们一直在寻找产生这种红外激光脉冲的简单方法——在维也纳大学，这一目标已经与哈佛大学合作实现
这项新技术不需要大型实验装置；它可以容易地小型化，因此对于实际应用特别有意义
新的结果现已发表在《自然通讯》杂志上
频率梳 该项研究的第一作者、维也纳理工大学固体电子学研究所的约翰尼斯·希尔布兰德说:“我们用在维也纳理工大学超现代纳米中心制造的特制量子级联激光器产生中红外范围的激光。”
在普通固态激光器中，发射的光的类型取决于材料中的原子，而在量子级联激光器中，纳米范围内的微小结构至关重要
通过适当地设计这些结构，可以精确地调节光的波长
“我们的量子级联激光器不仅仅发射单一颜色的光，而是发射一系列不同频率的光，”阿斯说
教授
贝内迪克特·施瓦茨，在他的ERC基金资助的项目中领导研究工作
“这些频率排列得非常有规律，它们之间的距离总是一样的，就像梳子的齿一样
因此，这样的频谱被称为频率梳
" 光就像钟摆 然而，不仅仅是这种量子级联激光器发射的频率是决定性的，而且各个光波振荡的相位也是决定性的
约翰尼斯·希尔布兰德解释说:“你可以把它比作用橡皮筋连接的两个钟摆。”
“它们可以前后摆动，完全平行，也可以彼此相对，这样它们就可以相互靠近或远离
这两种振动模式的频率略有不同
" 这与由不同波长组成的激光非常相似:频率梳的单个光波可以精确同步振荡——然后它们以最佳方式相互叠加，可以产生短而强的激光脉冲
或者它们的振荡之间可以有偏移，在这种情况下没有脉冲产生，但是激光具有几乎连续的强度
光调制器 “在量子级联激光器中，以前很难在这两种变体之间来回切换，”约翰尼斯·希尔布兰德说
“然而，我们已经在量子级联激光器中建立了一个微型调制器，光波可以一次又一次地通过它
一个交流电压被施加到这个调制器上
根据电压的频率和强度，可以在激光器中激发不同的光振荡
“如果你以正确的频率驱动这个调制器，你可以实现我们的频率梳的不同频率完全同步振荡，”贝内迪克特·施瓦茨说
“这使得将这些频率组合成短而强的激光脉冲成为可能——每秒超过120亿次
" 这种对短红外激光脉冲的控制水平以前在半导体激光器中是不可能的
类似类型的光最多只能用非常昂贵和有损耗的方法产生
“我们的技术有一个决定性的优势，那就是它可以小型化，”贝内迪克特·施瓦茨强调说
“例如，人们可以用它来制造小型测量仪器，利用这些特殊的激光束来搜索气体样本中非常特殊的分子
由于激光脉冲的高光强度，同时需要两个光子的测量也是可能的
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