細(xì)數(shù)激光器領(lǐng)域最新成果

　　在整個(gè)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(yīng)用的基礎(chǔ)。正是基于此，激光器的研發(fā)一直吸引著眾多的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。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(jìn)步神速，大到工業(yè)級(jí)高功率激光器，小到微米級(jí)微型生物激光器，科學(xué)家在激光器的領(lǐng)域推陳出新，成果不斷。下面小編就為大家盤點(diǎn)近期激光器領(lǐng)域最新的研發(fā)成果。

　　玻璃瓶狀微型激光器　　沖繩科學(xué)技術(shù)研究所(OIST)研究生院光物質(zhì)相互作用小組科學(xué)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(shè)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(fù)反射，從而在一粒沙粒大小尺寸的微型設(shè)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(diǎn)，OIST科學(xué)家們研發(fā)出了一種通過玻璃濕潤或者玻璃對(duì)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(cè)量微流體設(shè)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(jí)聯(lián)激光器

　　來自美國加利福尼亞大學(xué)、海軍研究實(shí)驗(yàn)室和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究人員，首次在硅材料上構(gòu)建量子級(jí)聯(lián)激光器。

　　硅的間接帶隙使得構(gòu)建激光器非常困難，但是可以利用III-V族半導(dǎo)體材料，例如磷化銦(InP)或砷化鎵(GaAa)，構(gòu)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(gòu)建量子級(jí)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(qiáng)的吸收性。"這就意味著我們不僅要在硅材料上構(gòu)建不同類型的激光器，還需要構(gòu)建不同類型的硅波導(dǎo)。"該項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人Alexander Spott表示："我們構(gòu)建了SONOI波導(dǎo)，在硅波導(dǎo)下使用了氮化硅層，而不是只用SiO2 。"

　　這項(xiàng)成就將廣泛應(yīng)用于光譜化學(xué)、氣體探測(cè)、天文學(xué)、海洋探測(cè)、熱成像、爆炸物探測(cè)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(xué)和白俄羅斯國立技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新型激光器。它是一種波長對(duì)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(lǐng)域。

　　1500到1600nm波長范圍的激光光束，對(duì)人眼無害，在醫(yī)療、測(cè)距、通信等領(lǐng)域具有實(shí)際應(yīng)用。人眼的眼角膜和晶狀體對(duì)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(dá)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(yīng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，通過調(diào)Q可產(chǎn)生短脈沖。與此同時(shí)，鉺磷酸鹽晶體的低熱導(dǎo)率結(jié)構(gòu)限制了這種連續(xù)二極管系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。為了避免這個(gè)問題，包含鉺和鐿的晶體結(jié)構(gòu)將派上用場(chǎng)。

　　基于黑鱗的光纖鎖模激光器

　　由深圳大學(xué)-新加坡國立大學(xué)光電協(xié)同創(chuàng)新中心教授張晗帶領(lǐng)的深圳市孔雀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)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(hào)。

　　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(mèng)幻材料"。其非線性光學(xué)特性被國內(nèi)外多家單位證實(shí)并應(yīng)用于超快激光的產(chǎn)生中。

　　在激光領(lǐng)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(guān)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(xué)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(dǎo)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(jié)構(gòu)限制了石墨烯在光電領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。而黑磷的最大特點(diǎn)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(jī)激光器

　　來自巴黎第十三大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心、瑟米萊伯半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)室以及圣艾蒂安高等礦業(yè)學(xué)院的科學(xué)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(jī)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(xué)主基材EMD6415墨水構(gòu)成，通過標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)激光器成本較低，但是他們很快就會(huì)降解的特點(diǎn)成為了其中的一個(gè)障礙。也許這一障礙并非如此可怕，因?yàn)榧热贿@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(jì)每個(gè)激光膠囊的制作成本僅為幾美分。