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笑吧!MIT成功用笑气产生太赫兹激光

时间:2020-11-08

太赫兹波的频率低于微波,而高于红外线和红外线。红外线能被大多数材料挡住时,但太赫兹波却就像微波一样可以必要穿越这些材料。如果将它们做成激光,太赫兹波可能会落成“T射线视觉”,并具备击穿衣服,书皮和其他厚材料的能力。

这种技术可以产生比微波更加明晰的高分辨率图像,并且比X射线安全性得多。例如,在机场安全检查线和医学光学设施中看到T射线机的原因是,产生太赫兹电磁辐射必须十分大且轻巧的装置或设备,其中许多设备还拒绝在超冷温度下运营,而且一次不能产生太赫兹电磁辐射频率。考虑到要击穿各种材料还必须普遍的频率,所以这不是很实际。

现在,麻省理工学院,哈佛大学和美国陆军的研究人员早已生产出有一种灵活的设备,它的大小相等于鞋盒的大小,可以在室温下工作,以产生太赫兹激光,其频率可以在很长的范围内回声。该设备由现成的商业零件生产而出,目的通过转动一氧化二氮(大笑气)中的分子能量来产生太赫兹波。图片来源:麻省理工学院麻省理工学院的史蒂文·约翰逊说道:“这些气体激光器长期以来仍然被视作原有技术,它们是可观的,较低功率的,不能徵的,因此人们就把目光改向了其他太赫兹光源。

而现在,我们可以把它们显得更加小,固定式并且功率更高。我们可以将其装有在背包中,也可以装有在车辆中以展开无线通信或高分辨率光学。”在20世纪80年代,美国军队登陆作战能力发展司令部航空和导弹中心的亨利·埃弗里特找到,他需要通过用于一种比传统设备大得多,并且比模型设计的承压能力要低得多的气体激光,产生太赫兹光波。

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这种差异当时还并未获得充份的说明。就在几年前,埃弗里特跟麻省理工数学教授约翰逊明确提出了该理论,两人曾在麻省理工学院的士兵纳米技术研究所积极开展过合作。

埃弗里特、约翰逊还有同是麻省理工的王凡,展开了理论研究,最后制订了一种新的数学理论来叙述分子气体激光腔中气体的不道德。并且该理论还顺利地说明了即使从较小的高压腔中也可以升空太赫兹波。

在他们计算出来证实了埃弗里特几十年前的仔细观察结果后,之后与哈佛大学的Capasso小组合作,设计了一种新型的太赫兹发生器。对于红外光源,研究小队用于了量子级联激光器(QCL),它是一种灵活且固定式的新型激光器。然后研究小队要去找寻一种可以转动的气体。他们搜寻了各种气体库,以辨识未知不会以某种方式对红外光作出转动反应的气体,最后自由选择了一氧化二氮(大笑气),作为他们实验的理想气体。

研究人员将一氧化二氮泵入笔型大小的高压腔中,后用量子级联激光器收到红外光到高压腔中,太赫兹激光就产生了。而且研究人员只要通过调节量子级激光器,就能让太赫兹光波频率在大范围内发生变化。

自最初的实验以来,研究人员已拓展了他们的数学模型,使其包括多种其他气体分子,例如一氧化碳和氨,从而为科学家获取了具备有所不同频率和回声范围的有所不同太赫兹分解选项的列表,以及与量子级联激光器给定的列表。现在,随着商业发展的来临,他们正在朝着更加探讨的光束和更高的功率的方向展开研究。|lol竞猜官网。

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