激光器越来越小,功率越来越大——本月初,我们看到了有史以来第一台原子级激光器,现在研究人员正在报告有史以来制造的最小的电信频率激光器。该激光器的尺寸是其能产生的光波的十五分之一,并且在室温下工作。 小型激光器产生的光波长大于其自身波长,可用于探索量子电动力学的基本原理,它们还可以有实际用途,包括基于芯片的光通信和超高分辨率成像。激光传输信息的速度比传统半导体更快,而且它们可能比量子计算机更实用(如果量子计算机真的有可能实现的话)。 这些新型激光器是朝着这个方向迈出的有效一步,因为它们不需要很高的门槛来发射激光。它们甚至可以被设计成完全消除门槛。 激光阈值是激光功率快速增加的能量水平。当激光腔(光波被放大的地方)非常小时,阈值能量必须非常高,但输入能量中的大部分会被浪费。这使得最小的激光器不切实际。为了突破这一限制,加州大学圣地亚哥分校的 Mercedeh Khajavikhan 和同事们使用了一种圆柱形同轴装置——同轴装置就像从墙壁到电视的电缆一样。Khajavikhan 和同事们制造了纳米级激光器,这种同轴装置使它们能够捕获用于泵送它们的较大激光器的所有能量,从而大大提高了效率。 作者写道:“这些纳米级谐振器应为开发其他 QED 设备和超材料提供强大的平台,在这些设备和超材料中,原子与场的相互作用会产生新功能。”他们的论文发表在《自然》杂志上。 [BBC报道] |
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