美造出最小和最高效的无阈值激光器
时间:2017-12-07

  科学网 - 美国制造最小和最高效的非阈值激光器

  (来源:加利福尼亚大学圣地亚哥分校)

  加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员使得迄今为止最小的室温纳米激光器成为一种高效的无阈值激光器,允许所有光子作为激光器发射而不会浪费任何光子。

  所有的激光器都需要来自外部的特定量的泵浦功率来发射相干光束或激光。激光器还必须满足阈值条件,即相干输出大于自发辐射。然而,激光器越小,达到发射激光的阈值所需的泵浦功率就越大。为了解决这个问题,科学家们设计了一种新的方法,用于在同轴纳米腔中利用量子电动效应来减少阈值极限。激光腔包含一个被金属涂层包围的金属棒。通过改变激光腔的几何形状,科学家制造出了这样一种无阈值激光器。

  新的设计也使他们能够创造迄今为止最小的室温激光。新型室温纳米级同轴激光器比两年前Nature Photonics公司推出的最小型激光器小一个数量级,整个器件的直径只有半个微米。

  这两款激光器的工作功率非常低,这是一个重要的突破。这些小尺寸和超低功率的纳米激光器可以成为微型计算机上未来光学电路的重要组成部分。这些高效率激光器可用于增强未来光子通信中使用的计算芯片的能力,这需要使用激光器来建立芯片上的远点之间的通信链路。这种激光需要较少的泵浦功率,也意味着需要更少的光子来传输信息。

  Jacobs Institute of Engineering的Mercedeh Khajavikhan参与了此项研究,他认为这种无阈值激光器可以缩小尺寸,从而允许从较小的纳米器件捕获激光,因此可以用来制作和分析激光光波长较小的超材料。超材料的范围从超级镜头,可以看到个别病毒或DNA分子,不可见的设备,弯曲周围的物体,使其隐身。 (黄健)

  “中国科学”(2012-03-29 A2 International)

  美国加州大学圣地亚哥分校(英语)