Создан мощный портативный терагерцовый лазер

Американские физики создали портативную версию квантового каскадного лазера, который способен генерировать терагерцовое излучение вне лабораторных условий.
Создан мощный портативный терагерцовый лазер

CC0 Public Domain

Создать терагерцовое излучение не так-то просто. Нужно громоздкое оборудование, чтобы опустить температуру до -73°C. Теперь ученые подняли эту температуру и создали портативный лазер для генерации волн терагерцового диапазона

Терагерцовое излучение — один из самых перспективных диапазонов длин волн для использования в телекоммуникационных технологиях. Оно обладает высокой частотой, что позволяет передавать большой объем информации за очень короткое время. Однако для генерации терагерцового излучения необходимо опустить температуру среды ниже -73°C. Для этого требуется громоздкое оборудование и серьезные затраты энергии.

Теперь исследователи из Массачусетского технологического института разработали портативную версию устройства, которое может генерировать терагерцовое излучение. Терагерцовые квантовые каскадные лазеры — это крошечные полупроводниковые устройства, встроенные в микросхемы. Физики создали их в 2002 году, но адаптировать под работу выше -73°C до сих пор никому не удавалось.

В научной работе, опубликованной в журнале Nature Photonics, исследователи сообщили о создании крошечного лазера длиной в несколько миллиметров и шириной меньше человеческого волоса. Несмотря на свои размеры, это устройство может генерировать высокочастотное излучение при температуре всего -23°C. Созданный учеными лазер представляет собой квантовую структуру с определенным расположением в ней лунок и барьеров. 

Внутри этой структуры происходят переходы электронов с верхних энергетических уровней на более низкие. При каждом переходе электрон теряет энергию и отдает ее в среду в виде фотона со строго определенной длиной волны. Таким образом устройство и генерирует терагерцовое излучение. Такая технология найдет применения в медицине для визуализации тканей человека и животных и в системах безопасности аэропортов и поездов. Она также может стать основой сетей 6G.