該新激光系統(tǒng)的原理圖。
從它們?cè)陔娦胖械氖褂玫轿ｋU(xiǎn)化學(xué)品的檢測(cè)，激光在我們的日常生活中發(fā)揮了重要的作用。它們使我們保持聯(lián)系，使我們安全，還使我們能夠去探索宇宙的黑暗角落。
現(xiàn)在，西北大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)將一個(gè)中紅外可調(diào)諧激光器與一個(gè)片上放大器集成起來(lái)已經(jīng)使這一重要的工具變得更簡(jiǎn)單和更靈活。這個(gè)突破允許可調(diào)波長(zhǎng)的輸出，調(diào)制器和放大器被放置在一個(gè)單一封裝里。
有了這種結(jié)構(gòu)，該激光器已經(jīng)展示了比它的前輩大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的輸出功率，而調(diào)諧范圍也被擴(kuò)展了超過(guò)兩倍。
“我們?cè)诖蠊β?、高效率的激光器上一直處于領(lǐng)導(dǎo)地位，”西北McCormick工程學(xué)院電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)WalterP. Murphy榮譽(yù)教授Manijeh Razeghi說(shuō)，她領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)研究。“下一個(gè)符合邏輯的擴(kuò)展是將電可調(diào)波長(zhǎng)與高功率輸出結(jié)合起來(lái)。”
本研究得到了美國(guó)國(guó)土安全部科技局，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，海軍航空系統(tǒng)司令部和美國(guó)宇航局的支持，在2015年12月21日發(fā)表于《應(yīng)用物理快報(bào)》(Applied Physics Letters)在線雜志上的一篇論文中介紹了這項(xiàng)研究。
用中紅外光譜學(xué)，化學(xué)物可以通過(guò)其獨(dú)特的吸收光譜識(shí)別出來(lái)。這極大的引起了政府機(jī)構(gòu)的興趣，目的是檢測(cè)危險(xiǎn)化學(xué)品或可能的爆炸性威脅。因?yàn)镽azeghi的新系統(tǒng)是高度定向的，所以其高功率可以被更有效地使用，從而使其具有更大的能力來(lái)檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)。它也允許遠(yuǎn)程的應(yīng)用，這可以讓操作人員在物理上遠(yuǎn)離潛在的危險(xiǎn)環(huán)境。該技術(shù)還可能有益于自由空間光通信和飛行器保護(hù)。
這項(xiàng)新的研究是建立在Razeghi與西北大學(xué)量子器件研究中心多年的研究成果上的。在2012，她開(kāi)發(fā)了一個(gè)很寬范圍內(nèi)可調(diào)的單芯片中紅外激光。
Razeghi說(shuō)“我們展示了第一個(gè)連續(xù)可調(diào)的可連續(xù)工作的中紅外激光器，可以通過(guò)電來(lái)調(diào)諧發(fā)射波長(zhǎng)。這個(gè)最初的示范品是非常令人興奮的，而進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)把我們帶到了更多的新項(xiàng)目面前。”
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