新设计的激光器 允许回收损失的能量用作增益

韩国科学技术院的科学家们制造了一个新的激光系统,它可以在室温下产生高度互动的量子粒子,这一突破可能让单微腔激光系统随着能量损失的增加而需要更低的阈值能量。研究人员创建的系统通过一个单一的六边形微腔照射光线,该微腔经过了损耗调制的氮化硅衬底处理。

该系统可以在室温下产生偏振子激光,这一点很重要,因为这种类型的产生通常需要低温。研究人员还发现,虽然能量在激光操作过程中通常会损失,但随着能量损失的增加,新系统减少了所需的能量量。

利用他们的发现可以开发出可用于未来量子光学设备的高能量、低阈值激光器。该团队应用了量子物理学中的一个概念,即奇偶性-时间反转对称性。这允许能量损失被用作增益,可以用来降低经典光学设备和传感器的激光阈值能量,同时还可以用来控制光的方向。

突破的关键在于设计和材料。六边形微腔将光分为不同的模式,其中一个模式通过六边形的向上的三角形,另一个模式则通过向下的三角形。光粒子的两种模式具有相同的能量,但不相互作用。

光粒子与由半导体制成的六边形微腔提供的称为激子的其他粒子相互作用。这种相互作用产生了新的量子粒子,称为偏振子,它们相互作用以产生偏振子激光。科学家们发现,通过控制微腔和半导体衬底之间的损耗程度,阈值能量随着能量损耗的增加而变小。

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