新型紧凑太赫兹激光器可在室温下工作

美国科学家开发了一种紧凑型太赫兹激光器，它在室温下工作，并且可以广泛调谐。这是迄今为止性能最好的太赫兹激光器。太赫兹激光首次可以广泛应用于科学技术领域，有望在高带宽通信、超高分辨率成像、射电天文学等领域“大展身手”。

太赫兹频段位于电磁波谱的中间(微波和红外之间)，可广泛应用于科学技术的许多领域。然而，由于太赫兹频率激光光源的体积大、效率低、调谐受限或工作温度低，这一领域的电磁光谱对于大多数应用来说仍然无法达到。

有鉴于此，哈佛大学、麻省理工学院和美国陆军联合开发了最新的太赫兹激光器。相关论文发表在最新一期的《科学》杂志上。

这项研究的突破是使用高度可调谐的量子级联激光器(QCL)作为光泵，它可以有效地产生广泛可调谐的光。哈佛大学的卡帕索·费德里科(Capasso Federico)和其他人将这些量子级联激光泵与一氧化二氮激光器结合起来，优化了激光腔和透镜，以产生接近1太赫兹的频率。

马克斯·普朗克量子光学研究所的诺贝尔奖获得者西奥多·汉斯没有参与这项研究。他说:“由量子级联激光器泵浦的分子太赫兹激光器结构紧凑、坚固，提供高功率和宽调谐范围，将开辟从传感到基础光谱的新应用领域。”

论文的第一作者，哈佛大学博士后研究员保罗·谢瓦利埃说:“这个概念是普遍的。使用这种结构，我们可以使用几乎任何分子的气体激光器来制造太赫兹光源。”

美国陆军航空和导弹中心的高级技术专家亨利·埃弗雷特说:“这些激光在短程、高带宽无线通信、超高分辨率雷达和光谱学领域是需要的。特别是在测量星际介质的成分和温度的领域，星际分子在太赫兹区域具有独特的光谱“指纹”。天文学家用这些“指纹”来测量它们的成分和温度。更好的地面太赫兹辐射源，如最新的激光器，将使这些测量更加灵敏和准确。”