Исследователи из университета Лидса, опубликовав статью в журнале Electronics Letters, издаваемом институтом Institution of Engineering and Technology (IET), сообщили о создании самого мощного на сегодняшний день терагерцового лазера на чипе. Выходная мощность этого лазера составляет 1 Ватт, и это более чем в два раза больше, чем значения мощности, достигнутые исследователями Массачусетского технологического института, а впоследствии и Венского технологического университета, в прошлом году.
Терагерцовое излучение занимает в электромагнитном спектре область между инфракрасным светом и микроволновым излучением. Находясь в такой “пограничной” области, терагерцовое излучение обладает несколькими уникальными характеристиками, волны этого излучения абсолютно безопасны для человеческого организма и они могут беспрепятственно проникать через материалы, блокирующие свет видимого диапазона, благодаря чему их можно использовать для дистанционного химического анализа, в сканерах систем безопасности, в рентгенографии и в телекоммуникациях.
Однако, одной из главных проблем, которые препятствуют широкому распространению технологий на базе терагерцового излучения, является отсутствие источников, терагерцовых лазеров достаточной мощности и относительно компактных для того, чтобы их можно было использовать в портативном оборудовании. “В настоящее время возможно создание больших инструментов, создающих мощные потоки терагерцового излучения, но такие устройства можно применять только в ограниченном количестве областей. Для расширения диапазона областей применения мы нуждаемся в терагерцовых лазеров, которые не только имеют высокую выходную мощность, но и являются компактными и недорогими устройствами” – рассказывает Эдмунд Линфилд (Edmund Linfield), профессор в области терагецовой техники университета Лидса.
В начале прошлого года специалисты Массачусетского технологического института создали квантовый каскадный терагерцовый лазер, который стал обладателем рекорда по выходной мощности излучения. Но этому рекорду было суждено продержаться очень недолго, буквально в октябре 2013 года группа исследователей из Венского технологического университета представила свой вариант терагерцового лазера, который обеспечивал выходную мощность в 0.47 Ватта. Лазер, разработанный в университете Лидса, уже имеет выходную мощность в 1 Ватт и это с учетом того, что его площадь составляет всего несколько квадратных миллиметров.
“Процесс создания таких лазеров является необычайно сложным и тонким процессом. На кристалле чипа буквально слой за слоем, толщина которых составляет несколько атомов, мы выращиваем более толстые слои из полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия. В большинстве случаев структура каждого элемента лазера состоит огромного числа слоев, количество которых колеблется от одной до двух тысяч” – рассказывает профессор Линфилд, – “Рекордная выходная мощность нашего лазера является результатом разработки нами новых технологических процессов выращивания слоистых полупроводников, которые позволяют создать на кристалле структуры из сложного материала, заранее спроектированного на компьютере”.
