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基于超对称原理的激光系统

发布时间:2019-02-10 14:48:02

来自中佛罗里达大学和密歇根理工大学的一组研究人员开发了一种基于超对称原理的激光系统概念。在他们发表在“科学”杂志上的论文中,该小组报告称,他们的系统旨在通过紧凑的激光系统解决产生更多光线的问题。与Wesleyan大学的Tsampikos Kottos撰写了一篇关于团队在同一期刊中所做工作的透视文章。

Kottos指出,有许多物理应用需要使用也具有高输出功率要求的紧凑型激光系统。为了满足这种需要,许多物理学家已经开始将多个激光器组合成一个阵列。不幸的是,这种方法会产生较低质量的光束。 Kottos指出,解决这个问题的一种方法是使用单模的选择性放大 - 但这样做有其自身的缺点。在这项新的努力中,研究人员提出了一种不同的方法 - 一种基于超对称原理的方法。

超对称性是一种基于数学的理论,描述了玻色子和费米子之间的关系 - 它表明,对于每个已知的基本粒子,都必须有一个更重的“超级伙伴”。为了构建一种新型激光系统,研究人员利用这一理念创建了一系列稳定的半导体激光器,这些激光器共同提供了预期应用所需的功率。更具体地说,他们设计了一种通过抑制高阶模式来强调基本模式的系统。他们通过将他们与低质量模式 - 他们有损的超级合作伙伴 - 进行配对来实现这一目标。我们的想法是让阵列支持它们,使它们与更高阶模式相位匹配。

为了测试他们的想法,研究人员首先在一个微小的(仅1000纳米宽)磷化铟晶片上创建了多个量子阱,每个晶片只有400纳米。他们通过向其发射1,064纳米波长的激光来刺激结构。这样做抑制了高阶横模,同时表现出低发散。他们报告说,基本模式与有损部分分离,并且它是唯一一个经历了收益的模式,并且导致单模激光。

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