細數(shù)激光器領域最新成果

　　在整個激光產(chǎn)業(yè)的鏈條中，激光器可以說是科技含量最高的一環(huán)，也是所有激光應用的基礎。正是基于此，激光器的研發(fā)一直吸引著眾多的科學家團隊。隨著激光材料的開發(fā)和激光理論的成熟，激光器的發(fā)展也進步神速，大到工業(yè)級高功率激光器，小到微米級微型生物激光器，科學家在激光器的領域推陳出新，成果不斷。下面小編就為大家盤點近期激光器領域最新的研發(fā)成果。

　　玻璃瓶狀微型激光器　　沖繩科學技術研究所(OIST)研究生院光物質(zhì)相互作用小組科學家發(fā)現(xiàn)，通過摻有稀土元素如鉺或鐿玻璃制成的甜甜圈狀或球形設備可以用來制造一種特殊類型的玻璃微型激光器。在該微型激光器內(nèi)，光線被反復反射，從而在一粒沙粒大小尺寸的微型設備內(nèi)生成10米至100米長的光路。

　　此外，通過利用摻鉺或鐿或者二氧化硅磷酸鹽玻璃不同的熔點，OIST科學家們研發(fā)出了一種通過玻璃濕潤或者玻璃對玻璃制備法生產(chǎn)微型激光器的方法，這種方法制備的瓶狀微型激光器，直徑為170微米。

　　通過這種方法生成的微型激光器可用于測量微流體設備的空氣流量，相比傳統(tǒng)的商用電子流量傳感器更敏感，而且尺寸也要小1000倍。

　　硅材料量子級聯(lián)激光器

　　來自美國加利福尼亞大學、海軍研究實驗室和威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員，首次在硅材料上構建量子級聯(lián)激光器。

　　硅的間接帶隙使得構建激光器非常困難，但是可以利用III-V族半導體材料，例如磷化銦(InP)或砷化鎵(GaAa)，構建二極管激光器。通過直接將III-V層緊接到硅晶片上，利用III-V層形成激光增益，并整合相同組合在硅材料上形成2μm多量子阱激光器。二極管激光器的局限性使得難于產(chǎn)生更長波長，因此，該研究小組轉(zhuǎn)而使用QCLs代替。

　　在硅材料上構建量子級聯(lián)激光器(QCL)極具挑戰(zhàn)性，主要是由于SiO2 在長波長中紅外波段具有很強的吸收性。"這就意味著我們不僅要在硅材料上構建不同類型的激光器，還需要構建不同類型的硅波導。"該項目領導人Alexander Spott表示："我們構建了SONOI波導，在硅波導下使用了氮化硅層，而不是只用SiO2 。"

　　這項成就將廣泛應用于光譜化學、氣體探測、天文學、海洋探測、熱成像、爆炸物探測及自由空間通信等。

　　緊湊型人眼安全新型激光器

　　來自莫斯科國立大學和白俄羅斯國立技術大學研究團隊的科學家們開發(fā)了一種新型激光器。它是一種波長對人眼無害的緊湊型激光源。該激光器可被用于醫(yī)療、通信及科研領域。

　　1500到1600nm波長范圍的激光光束，對人眼無害，在醫(yī)療、測距、通信等領域具有實際應用。人眼的眼角膜和晶狀體對這些光譜具有很高的吸收系數(shù)，所以只有很少部分能量到達視網(wǎng)膜敏感區(qū)。并且1500到1600nm波長范圍光譜在空氣中具有低損耗特性，因此能夠應用于通信行業(yè)。

　　迄今為止，該波段光源主要是摻鉺和摻鐿的磷酸鹽晶體固體激光器。這種激光器結構簡單緊湊，通過調(diào)Q可產(chǎn)生短脈沖。與此同時，鉺磷酸鹽晶體的低熱導率結構限制了這種連續(xù)二極管系統(tǒng)的應用范圍。為了避免這個問題，包含鉺和鐿的晶體結構將派上用場。

　　基于黑鱗的光纖鎖模激光器

　　由深圳大學-新加坡國立大學光電協(xié)同創(chuàng)新中心教授張晗帶領的深圳市孔雀創(chuàng)新團隊首次研發(fā)了基于黑磷的光纖鎖模激光器，得到了超短脈沖激光的輸出信號。

　　近年來，在石墨烯產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際，另一種新型單元素二維原子晶體材料--黑磷被發(fā)現(xiàn)。與石墨烯類似，黑磷具有諸多優(yōu)異特性，故被稱為比肩石墨烯的"夢幻材料"。其非線性光學特性被國內(nèi)外多家單位證實并應用于超快激光的產(chǎn)生中。

　　在激光領域中，具有可飽和吸收特性的器件是組建超短脈沖激光器的關鍵。黑磷寬帶可飽和光吸收特性，波長范圍可覆蓋可見光到中紅外波段特性的發(fā)現(xiàn)為中紅外超快光學器件的研發(fā)提供了可能。研究表明，石墨烯是一種無帶隙的半金屬半導體材料，擁有超高的電子遷移率以及寬帶光吸收特性。然而，無帶隙的能帶結構限制了石墨烯在光電領域的應用和發(fā)展。而黑磷的最大特點是擁有隨著層數(shù)可變的直接帶隙，這恰好解決了困擾石墨烯的難題。

　　低成本衍射極限有機激光器

　　來自巴黎第十三大學、法國國家科學研究中心、瑟米萊伯半導體物理實驗室以及圣艾蒂安高等礦業(yè)學院的科學家經(jīng)過共同努力，通過噴墨打印法制備出了一種激光核心。這種薄膜有機外腔垂直發(fā)射激光膠囊可完全一次性的制備。

　　噴墨打印制成的激光膠囊由折射率為1.5的光學主基材EMD6415墨水構成，通過標準的激光染料如Pyrromethene 597或Rhodamine 640組合而成。膠囊附近是一種基于內(nèi)腔聚合物的法布里-珀羅標準具，允許激光輸出從570納米到670納米連續(xù)調(diào)諧。

　　雖然有機激光器成本較低，但是他們很快就會降解的特點成為了其中的一個障礙。也許這一障礙并非如此可怕，因為既然這種激光器如此便宜，一旦降解之后就可以扔掉了。研究人員估計每個激光膠囊的制作成本僅為幾美分。