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超材料制成高定向太赫茲激光器
最近更新時(shí)間：2013-9-6
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美國(guó)哈佛大學(xué)和英國(guó)利茲大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合研究小組zui近演示了一種新型太赫茲半導(dǎo)體激光器，其發(fā)射的太赫茲光波準(zhǔn)直性能與傳統(tǒng)太赫茲光源相比顯著改善。該激光器的成功，為太赫茲科技的應(yīng)用打開(kāi)了更廣闊的領(lǐng)域。哈佛已經(jīng)為此提交了一系列申請(qǐng)。這一進(jìn)展發(fā)布在8月8日的《自然·材料》雜志上。
新型太赫茲激光器突破了傳統(tǒng)材料的限制，研究人員刻了一組亞波長(zhǎng)光柵，直接加倍了超材料晶面的光流量，設(shè)備以3太赫茲（百億赫茲）的頻率發(fā)射光線(xiàn)（波長(zhǎng)為100微米，在可見(jiàn)光譜中屬于遠(yuǎn)紅外線(xiàn)），大大降低了這些半導(dǎo)體激光器的散射角度，同時(shí)保持了光能的高輸出功率。
這種超材料被直接嵌入光學(xué)設(shè)備的高吸收性砷化鎵晶面上，在演示中能看到，人造光顯示出深淺不同的微米光柵，各具不同的功能。淺藍(lán)色的狹縫能將輸出的激光功率加倍，導(dǎo)向并限定在晶體表面。
太赫茲射線(xiàn)（T—rays）能穿透紙張、衣物、塑料和其他一些材料，在探測(cè)隱匿武器和生物制劑方面非常理想，在做腫瘤成像檢測(cè)時(shí)對(duì)人體無(wú)傷害和副作用，還能探測(cè)材料內(nèi)部諸如斷裂之類(lèi)的缺陷，也可用于星際稀薄化學(xué)物質(zhì)的高靈敏探測(cè)。
研究人員卡帕索表示，新的人造光學(xué)設(shè)備，從晶面上發(fā)出的激光器非常緊密，瞄準(zhǔn)度非常高，高度凝聚使光能有效聚集，這是昂貴且笨重的傳統(tǒng)透鏡達(dá)不到的。
另一位研究人員林菲爾德說(shuō)，新的太赫茲激光器還能用于海關(guān)探測(cè)非法藥品，并能檢驗(yàn)和存儲(chǔ)的藥物是否合格。這種超材料還能用作一種演示的工具，同時(shí)還具有一些神奇的潛在功能，如用來(lái)隱身斗篷、負(fù)折射和高解析圖像。
研究的另一項(xiàng)重要意義就是這種超材料的光導(dǎo)作用。該設(shè)備產(chǎn)生的*太赫茲光線(xiàn)，以直線(xiàn)光束導(dǎo)向激光晶面，這種*的限定導(dǎo)向作用，還可應(yīng)用于傳感器和太赫茲光路。