微小的太赫兹激光重定向80％的光线

文章：麻省理工学院

可以蚀刻到微芯片上的太赫兹设计已经设法将芯片安装的太赫兹激光器的功率输出提高了80％。

由MIT，Sandia National Laboratories和Toronto大学的研究人员开发的设计是一种具有分布式反馈的量子级联激光器的设备的新变化。

“我们开始了这一点，因为它是最好的，”电气工程和计算机科学研究生和第一作者在纸上的第一作者，Ali Khalatpour说。“它对太赫兹有最佳表现。”

然而，直到现在，该设备具有重要缺点，即它自然地发出两个相对方向的辐射。由于Terahertz辐射的大多数应用都需要定向光，这意味着设备突出其能量输出的一半。Khalatpour和他的同事发现了一种方法来重定向80％的灯，通常从激光的背面排出，使其在所需的方向上行进。

根据Khalatpour的说法，设计不与任何特定的“增益介质，”或激光器体中的材料组合联系。

“如果我们提出更好的收益媒介，我们也可以将其输出功率翻倍，”Khalatpour说。“我们在不设计新的活性介质的情况下增加了力量，这很难。通常，即使是10％的增加也需要在设计的各个方面都有很多工作。“

双向发射或相反方向的光发射，是许多激光设计的共同特征。万博投注网址通过传统的激光器，通过将镜子放在激光器的一端上，可以容易地修复。然而，太赫兹辐射的波长是如此之长，并且研究人员的新激光器被称为光子丝激光器 - 这么小，即大量的电磁波行驶激光器的长度实际上位于激光器的身体外部。激光器一端的镜子会反映波的总能量的微小一部分。

Khalatpour和他的同事解决问题的解决方案利用了微小激光器设计的特殊性。量子级联激光器由称为波导的长矩形脊。在波导中，布置材料使得电场的应用沿着波导的长度引起电磁波。

然而，这波是所谓的“常设波”。如果电磁波可以被认为是常规上下抽搐，那么波浪以这样的方式在波导中来回反射，使得反射的波峰和槽与移动中的波浪完全一致地重合相反的方向。常设波基本上是惰性的，不会辐射出波导。

研究人员将反射器放在波导中的每个孔后面，这是可以无缝地纳入生产波导本身的制造过程中的步骤。
反射器比波导宽，它们间隔宽，使得它们反射的辐射将在一个方向上加强太赫兹波，但是在另一个方向上抵消。

该器件已由NASA选择，为其半乳液/丙乳酸ULDB光谱Terahertz天文台（Gusto）任务提供太赫兹排放。该任务旨在确定星际介质的组成，或填补星之间的空间的问题，它正在使用太赫兹光线，因为它们是唯一非常适合于氧浓度的光谱测量。