本文来自“科学美国人”中文版《环球科学》http://www.huanqiukexue.com/html/newqqkj/newwl/2013/0124/23050.html

（a）β-DFB原理图（b）对该设备的扫描电子显微镜成像（c）频谱（d）远场图样

 

    美国西北大学（Northwestern University）的研究人员已经开发出一种新的谐振器，能产生最纯净、最亮、最强大的单模量子级联激光，其波长范围为8至12微米，军事和工业应用都对这一范围极感兴趣。

    关于此项研究的文章《斜角腔广域量子级联激光器（Angled Cavity Broad Area Quantum Cascade Lasers）》发表在8月21日的《应用物理快报》上。

    军事和工业应用都对8-12微米范围内的红外辐射非常感兴趣，因为几乎所有的化学品（包括神经毒气和有毒化工产品）都可以被此范围内的红外吸收识别。此外，这一波长范围内的红外辐射可以相对无阻碍地穿透大气，使得远距离传感成为可能。

    但想要成功应用防区外传感，激光光源必须功率高、模式单一、光束质量好。一个设备同时具备上述三种特性是一个极大的挑战，研究者已经提出了许多复杂的结构，但成效甚微。

    麦考密克工程和应用科学学院电气工程和计算机科学Walter P. Murphy教授玛尼杰•拉泽吉（Manijeh Razeghi）带领其研究小组，创造了一种新的激光技术，能够同时控制波长和光束质量。此项壮举得以实现，是使用了一种被称为β-DFB的新型“分布式反馈”机制，在斜激光腔内产生一个简单的衍射反馈。

    “我们的谐振器是最有前途的设备，能产生能量高、模式单一、光束质量好的激光束，同时它价格低廉，能在室温下使用。”量子设备中心（CQD, Center for Quantum Devices）主任拉泽吉（Razeghi）称，“此外，该设计可广泛适用于任意波长的半导体激光器。”

    拉泽吉（Razeghi）和他的研究小组展示了他们的峰值功率大于6瓦、近衍射极限、波长10.4微米的激光束——这是波长超过10微米中能量最高的单模半导体激光。改进这一设计，特别是优化激光谐振腔的设计、改善增益介质，有望显著提升输出功率。

    β-DFB的研发是对量子设备中心（CQD）内部活跃的研究工作的补充，目前尚无直接资助。

 

（环球科学  邱晓琰）

 

原文链接：http://phys.org/news/2012-08-approach-high-power-single-mode-lasers.html