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据5月9日出版的英国《自然》杂志报道,意大利和英国科学家共同研制出的新型激光器,能够方便地产生频率在太拉赫兹(即10的12次方赫兹)级的激光,这种激光在医学、化学、电信和天文学等许多领域将有广阔应用前景。
太拉赫兹波段是电磁波谱上一个不太受到关注的区域,位于红外线与微波之间。据认为,这一波段的激光可以用于更好的医学成像技术,比超声波更详细清晰地探测软组织图像,方便研究伤口愈合、肿瘤生长等情况。它还可以用于探测大气层、研究分子运动等。
此前研制出的产生太拉赫兹级激光的技术实用性都不太强,意大利和英国科学家在《自然》杂志上报告说,他们使用普通的砷化镓和铝砷化镓半导体材料,制成了小巧、能耗低的固态激光器,能够产生太拉赫兹级的激光。
在半导体激光器里,电子能以较高的能量状态跃迁到较低的能态,能量以激光的形式释放出来。能态之间的差别,决定了激光的频率。一般的红外激光器或可见激光器里,能态之间的差别比较大。为了产生太拉赫兹级的激光,就必须创造出彼此相隔更近的能态,好比电子原先是从房顶上掉下来,现在需要让它从台阶上掉下来。
科学家使用厚度只有百万分之几毫米、彼此厚度略有不同的砷化镓薄层,中间用铝砷化镓隔开。电子通常只在砷化镓层内部运动,但铝砷化镓屏障 < 1 > < 2 >
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