安搭Share：太赫兹激光器不再受制于温度

紧凑型芯片激光器已经征服了从紫外到红外的大部分电磁频谱，使得从数字通信、条形码阅读器，到激光指示器和打印机的科学技术成为可能。但是，频谱中仍有一个关键区域未被“驯服”，那就是位于红外和微波之间的太赫兹波段。

工程师渴望找到一种现成的能穿透不透明物体并探测其内部化学指纹的太赫兹辐射源。但是现有的紧凑型太赫兹激光器只能在超低温下工作，限制了其在实验室环境中的应用。

如今，一项新研究让太赫兹激光器不再受制于温度。

近日，研究人员在《自然—光子学》上报告称，他们在一个芯片上制造出了米粒大小的太赫兹激光器，其工作温度为250K，约为-23℃，其配套的插入式冷却器也只有饼干大小。

当电子落入半导体合金中的电子空位后，标准芯片激光器会产生光子。其中，电子空位的组成决定了半导体合金的颜色，例如，氮化镓发射蓝光，而砷化镓发射红光。然而，没有半导体合金发射太赫兹范围内的光子。

在较高温度下，电子会一次跃过多层间的势垒，而不是一步一层地穿过结构。麻省理工学院的研究团队已经证明，通过更精确地调整其层状结构（某些层只有7个原子厚），可以使电子在足够高温度下工作，这一温度足以用标准的紧凑型热电制冷器实现。更重要的是，该策略可能使团队最终制造出室温太赫兹激光器。

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编译者/作者：昕燃一笑

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