| 美國哈佛大學和英國利茲大學研究人員在8日的英國《自然·材料》雜志上報告說，他們利用“超材料”發(fā)明出一種新型太赫茲半導體激光器，其發(fā)射的太赫茲光波準直性能與傳統(tǒng)太赫茲光源相比顯著改善。 這項成果為太赫茲技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了可能。哈佛大學目前已就這一發(fā)明提出申請。 在這項研究中，研究人員使用的“超材料”本身是常用的復(fù)合半導體材料砷化鎵，但材料結(jié)構(gòu)是密集排布的溝槽，其深度隨距離呈周期性變化。這些溝槽分布在激光器發(fā)光區(qū)域附近，它們將激光器的發(fā)光轉(zhuǎn)換為沿器件表面?zhèn)鞑サ谋砻娴入x子體，從而將光能擴散到極大的區(qū)域；這些表面等離子體的能量zui終被“超材料”散射到自由空間成為若干列太赫茲波，這些光波相干疊加，成為一束高準直的激光束。 論文*作者、目前在哈佛大學工程和應(yīng)用科學學院做博士后研究的虞南方在接受*記者采訪時說，這項研究中的“超材料”在兩方面有別于傳統(tǒng)材料：其一，它增大了表面等離子體的光子動量，與自由空間光子的動量相比，前者更接近光源內(nèi)部光子的動量；動量的匹配使大部分激光光能被轉(zhuǎn)換為表面等離子體，而不是被直接散射到自由空間。其二，與可見光波段表面等離子體不同，太赫茲表面等離子體和傳統(tǒng)材料表面的相互作用很弱，難于操縱；而“超材料”使表面等離子體局限在離器件表面小于一個波長的范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)對表面等離子體的有效控制。 太赫茲波是指頻率在0．1太赫茲至10太赫茲（波長為3000微米至30微米）范圍內(nèi)的電磁波，可以有效透過紙張、衣物、塑料等非金屬物品，在易燃物檢測、藥品質(zhì)量檢驗、癌癥和外傷診斷及星際微量化學物質(zhì)探測等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。 | |
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