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太赫兹量子级联激光器具有高速传输大量数据的潜力。然而,要做到这一点,它们需要每秒大约1000亿次的调制速率。直到现在,科学家们还没有找到这样做的方法。这项新研究是由利兹大学和诺丁汉大学的工程师和物理学家进行的,他们利用声波产生振动,从而达到所需的调制速率。
利兹大学电子与电气工程学院纳米电子学教授约翰·坎宁安说:“目前,调制量子级联激光器的系统是电驱动的,但这种系统有局限性。”
具有讽刺意味的是,提供调制的相同电子设备通常会抑制调制的速度。我们正在开发的机制依赖于声波。”
研究人员利用声波振动激光器内部的量子阱,电子通过这些量子阱倾泻而下,导致光子发射。声波是由另一个激光脉冲撞击铝膜而产生的。这使得薄膜膨胀和收缩,通过量子级联激光器发出机械波。这项研究是发表在自然通讯.
诺丁汉大学物理学教授托尼·肯特说:“从本质上讲,我们所做的就是利用声波来动摇量子级联激光器内部复杂的电子状态。”“然后我们可以看到它的太赫兹光输出被声波改变了。”
到目前为止,该团队只能对太赫兹光施加很小的影响,但他们希望进一步的工作能够达到数据编码所需的控制水平。研究小组认为,如果成功,这一突破可能会导致新一代超高速数据传输卫星和Li-Fi设备的出现。
坎宁安教授说:“我们没有达到可以完全停止和开始流动的情况,但我们能够将光输出控制在几个百分点,这是一个很好的开始。”
“我们相信,通过进一步的改进,我们将能够开发出一种新的机制来完全控制激光的光子发射,甚至可能将产生声音的结构与太赫兹激光集成在一起,这样就不需要外部声源了。”
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