太赫兹量子级联激光器取得七年来“防寒”能力的最大提升-万赢体育首页

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万赢体育-太赫兹(THz)电磁辐射就像一个宝箱,仍然以来并未被人类几乎关上。太赫兹电磁辐射是坐落于红外和微波区域之间的电磁频谱,具备一系列理想的特性,其应用于十分有一点期望。太赫兹电磁辐射为取得分子和液体的独有光谱信息关上了一扇“窗户”,它可以击穿纺织物和生物的组织等非导电材料,同时会再次发生电离,因此会对被研究物体导致受损。

这一优势为无创光学和可用质量掌控等应用于修筑了诱人的前景。但是,尽管人们对太赫兹电磁辐射潜在用途的点子种种,但因为缺少产生和观测太赫兹电磁辐射的实用技术,这些点子显得无法实行。热电加热太赫兹量子级联激光器中单个激光脊形条示意图令人兴奋的是,苏黎世E万赢体育首页TH量子电子学研究所JeromeFaist小组的LorenzoBosco、MartinFranckie及其同事们构建了一种能在210K(-63℃)温度下工作的太赫兹量子级联激光器,超过了这种装置迄今为止的最低工作温度。更加最重要的是,这次操作者在不必须低温冷却剂的温度范围内展示,乃科首次。

Bosco等人使用热电加热器方式,比起加热器设备更加灵活、更加低廉、更加更容易确保。这一进展铲除了通向各种实际应用于道路上的主要障碍。面向实际应用于的量子级联激光器长期以来,量子级联激光器(QCL)被指出是太赫兹器件的自然概念。像众多普遍用作红外线到红外波段的激光器一样,量子级联激光器也是基于半导体材料的。

但是,与条形码阅读器或激光指示器中用于的典型半导体激光器比起,量子级联激光器的工作原理与构建光升空的原理几乎有所不同。简言之,量子级联激光器是由准确设计的半导体结构的反复填充而建构的(闻图c),其设计可以构建必要的电子光子(闻图d)。

图a:加装在珀耳帖元件(白色方形)顶部的激光器的热电加热激光盒,容许在195K~210.5K之间操作者,激光通过顶盖上的窗口横向升空。图b:加装在激光盒中的激光芯片,与相连在多个激光脊形条顶部的细金丝认识。图c:单个激光脊形条的示意图,水平线表明了分层半导体构成的量子阱结构。

脊形条(宽度为150微米)垫在厚铜层之间,构成“三明治”结构。图d:在导带边缘(白线)冷却,电子密度通过有所不同颜色表明的能量展开解析。偏压驱动电子通过虚线箭头命令的非辐射跃迁。

这将泵浦薄阱中的能态,比绿色箭头命令的较宽阱能态更加密集,从而容许太赫兹光子的净受激发射。【万赢体育】。

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