利哈伊大学 发展了一种用于等离子体激光器的锁相方案，其中行进的表面波纵向耦合表面发射激光器阵列中的几个金属微腔
演示了单模太赫兹激光器的多瓦发射，其中从激光器阵列辐射的光子比在阵列内作为光损耗吸收的光子多
学分:金苑，利哈伊大学 太赫兹激光器可能很快会迎来它的时刻
太赫兹激光发射的辐射位于电磁波谱的微波和红外光之间，由于其能够穿透塑料、织物和纸板等常见包装材料，用于识别和检测各种化学物质和生物分子物种，甚至用于对某些类型的生物组织成像而不会造成损伤，因此一直是研究的焦点
实现太赫兹激光对我们的潜力取决于通过提高功率输出和光束质量来提高它们的强度和亮度
苏希尔·库马尔是利哈伊大学电气和计算机工程系的副教授，他和他的研究团队正致力于太赫兹半导体“量子级联”激光器(QCL)技术的前沿
2018年，同样隶属于利哈伊光子学和纳米电子学中心(CPN)的库马尔报告了一项简单而有效的技术，该技术基于一种新型的“分布式反馈”机制来提高单模激光器的功率输出
该结果发表在《自然通讯》杂志上，作为太赫兹QCL技术的一项重大进展，受到了广泛关注
这项工作是由包括金苑在内的研究生在库马尔的指导下，与桑迪亚国家实验室合作完成的
现在，库马尔，金和约翰·L
Sandia的Reno报道了另一个太赫兹技术突破:他们开发了一种新的等离子体激光器锁相技术，并通过使用该技术实现了创纪录的太赫兹激光器高功率输出
他们的激光器产生的辐射效率是所有单波长半导体量子级联激光器中最高的
这些结果在昨天发表在Optica上的一篇论文“单光谱模式下输出功率为2 W的锁相太赫兹等离子体激光器阵列”中有所解释
库马尔说:“据我们所知，太赫兹激光器的辐射效率是迄今为止任何单波长QCL激光器中最高的，也是第一次报道太赫兹激光器的辐射效率超过50%。”
“如此高的辐射效率超出了我们的预期，这也是为什么我们激光器的输出功率明显高于以前的原因之一
" 为了提高半导体激光器的光功率输出和光束质量，科学家们经常使用锁相技术，这是一种电磁控制系统，它迫使光学腔阵列同步发射辐射
太赫兹量子化学激光器利用带有金属涂层(包层)的光学腔来限制光，是一种被称为等离子体激光器的激光器，因其较差的辐射特性而臭名昭著
他们说，在以前的文献中，只有有限的几种技术可以用来显著提高这种等离子体激光器的辐射效率和输出功率
“我们的论文描述了一种新的用于等离子体激光器的锁相方案，这种方案明显不同于大量半导体激光器文献中关于锁相激光器的先前研究，”金说
演示的方法利用电磁辐射的传播表面波作为等离子体光学腔锁相的工具
通过实现太赫兹激光器的创纪录的高输出功率来证明该方法的有效性，该输出功率与先前的工作相比已经增加了一个数量级
" 沿着空腔的金属层传播但在空腔的周围介质中传播而不是在内部传播的行波是库马尔小组近年来开发的一种独特方法，它继续为进一步的创新开辟新的途径
该团队预计，他们的激光输出功率水平可能会导致激光研究人员和应用科学家之间的合作，以开发基于这些激光的太赫兹光谱和传感平台
QCL技术的这一创新是库马在利哈伊的实验室长期研究努力的结果
库马尔和金在大约两年的时间里，通过设计和实验，共同开发了最终实现的想法
与Dr
桑迪亚国家实验室的雷诺允许库马尔和他的团队接收半导体材料，形成这些激光器的量子级联光学介质
根据研究人员的说法，这项工作的主要创新是光学腔的设计，这在一定程度上独立于半导体材料的特性
他们说，在利哈伊的皇家科学院新获得的电感耦合等离子体蚀刻工具在推动这些激光器的性能边界方面发挥了关键作用
库马尔说，这项研究代表了窄光束单波长太赫兹激光器开发方式的范式转变，未来将会继续发展。他补充说:“我认为太赫兹激光器的未来看起来非常光明
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