“太赫兹光子学组件研究获重大突破，有助实现6G电信连接”

本篇文章767字，读完约2分钟

科学技术日报记者李山

最近，来自德国、意大利和英国的研究小组成功开发了重要的光子模块，实现了半导体量子阱的子带间跃迁和金属腔的光子模式的超强耦合，使用可饱和吸收体( sa )实现了廉价、短太赫兹脉冲的量子级联激光( 这将成为太赫兹应用道路上的重要里程碑。 相关成果发表在了最近的《自然通讯》上。

太赫兹波是指频率介于微波和红外之间的电磁波，由于其性质特殊，具有广泛的应用潜力。 例如机场安全扫描仪、微量气体检测、超高速通信技术、医疗技术等。 但是，目前商用的太赫兹源只在连续波模式下工作。 该研制是一种廉价、可产生微小单周期脉冲的紧凑型量子级联激光器，它替代了结构多、复杂、昂贵的桌面激光源，加速了太赫兹行业的各种令人兴奋的应用。

量子级联激光器的发光过程基于半导体多量子阱( mqw )结构中子带间( isb )跃迁。 利用饱和吸收器的被动锁模是激光产生超短脉冲的一种方法。 该模式需要响应时间短、饱和阈值低的可饱和吸收体，但用于太赫兹光谱范围的可饱和吸收体一直难以实现，且所需的光强远远超过了量子级联激光的能力。

目前，研究小组成功地开发了由金镜和金栅组成的微结构装置，构成了太赫兹辐射的共振体。 其共振可以与特殊的半导体纳米结构中的电子紧密耦合。 通过高精度慢动作相机的注意，发现新结构能很好地响应强太赫兹脉冲的刺激，吸收器在飞秒的时间尺度下饱和。 强光脉冲可以将可饱和吸收体(金栅)转换为几乎完美的镜面。 所需光强度比单独的纯半导体结构低10倍，反应比太赫兹脉冲的单一光振动快。

意大利国家纳米技术中心教授米利安·维迪耶罗说:“我们现在掌握了利用饱和吸收体制造超高速量子级联激光器所需的所有组件。” 这将成为人们在太赫兹应用道路上的重要里程碑。 太赫兹在许多行业的重要应用有望成为包括电信、化学分解、医学诊断等在内的现实。