利哈伊大學(xué)的Sushil Kumar是一名電子與計(jì)算機(jī)工程的副教授，特別關(guān)注電磁頻譜中那些激光器相對(duì)未開(kāi)發(fā)的頻譜區(qū)域，即太赫茲（THz），或遠(yuǎn)紅外線(xiàn)的頻率。他是太赫茲半導(dǎo)體量子級(jí)聯(lián)激光器技術(shù)前沿的一名研究員，他和他的同事們已經(jīng)發(fā)布了高溫環(huán)境下以及其他重要的性能特性，其激光器的結(jié)果也成為了新的世界紀(jì)錄。
根據(jù)Kumar的描述，電磁波譜的太赫茲區(qū)域由于缺乏高功率的輻射源目前還沒(méi)怎么被研究。現(xiàn)有的輻射源具有低輸出功率且有一些其他不良的光譜特性，這使得它們?cè)趹?yīng)用中嚴(yán)重不合適。他目前的項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)具有高達(dá)100毫瓦平均光功率的太赫茲半導(dǎo)體激光器，這將比現(xiàn)有的技術(shù)高過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且有顯著小于五度發(fā)散角的窄波束特性。
Kumar研究的量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL），這些設(shè)備最初發(fā)明是用于中紅外輻射的發(fā)射。他們只是最近才開(kāi)始在太赫茲頻率上做一個(gè)嘗試，在這個(gè)范圍內(nèi)，他們遇到了一些額外的挑戰(zhàn)。在這個(gè)尖端的環(huán)境中，Kumar的小組是在世界上的少數(shù)的幾個(gè)在這些可行的低成本激光器領(lǐng)域取得進(jìn)展的研究小組。
Kumar研究量子級(jí)聯(lián)激光器的方法將大大提高輸出功率和光束質(zhì)量。便攜式電動(dòng)制冷機(jī)將提供所需的半導(dǎo)體激光器芯片的冷卻溫度；這些將包含鎖相量子級(jí)聯(lián)激光器發(fā)射陣列，一系列離散太赫茲應(yīng)用所需要的頻率。
在以往的工作中，Kumar和他的研究小組表明，太赫茲激光器（發(fā)射波長(zhǎng)約為100微米）可以利用一種稱(chēng)為分布反饋發(fā)出的光聚焦光束。其激光的光能量被限制在一個(gè)空腔，夾在兩個(gè)金屬板之間，其距離為10微米的距離。采用100微米乘以1400微米乘以10微米大小的箱型腔，研究團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)的一個(gè)具有4度乘以4度的光束發(fā)散角的太赫茲激光，這種窄發(fā)散角的太赫茲激光器目前還沒(méi)實(shí)現(xiàn)。
Kumar認(rèn)為，目前大多數(shù)采用中紅外激光器的企業(yè)會(huì)對(duì)這種強(qiáng)大的且能夠負(fù)擔(dān)起的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器感興趣，而這種技術(shù)本身會(huì)產(chǎn)生新的解決方案。
“在開(kāi)發(fā)人員可以寫(xiě)出“重量級(jí)APP”使它成為一個(gè)家庭產(chǎn)品之前，我們首先需要一個(gè)iPhone，”他說(shuō)?！巴瑯拥模覀冋谂Φ倪@一項(xiàng)技術(shù)，可以讓未來(lái)的研究人員以前所未有的方式改變世界?！?/span>
