量子世界總是有著違反常規(guī)認知的定律,并體現(xiàn)為各種奇妙的現(xiàn)象??茖W家最近發(fā)明了一種量子激光,不僅可以在室溫下工作,隨著能量損失的增加,所需用于產(chǎn)生激光的能量卻減少。
韓國科學技術院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,縮寫為KAIST)的物理學家發(fā)明的一套產(chǎn)生激光的系統(tǒng),讓激光通過一個六邊形的微腔。這個微腔里面具有氮化硅內襯涂層。研究稱這個涂層所用的材料與六邊形微腔的設計相配合,起到控制激光能量損失的作用。
這種設計可以造出在室溫下工作的極化激元激光器(polariton laser)。極化激元激光器是近年來先進的激光器,其產(chǎn)生激光的臨界閥值低于傳統(tǒng)的光子激光器,但是通常需要在低溫環(huán)境下。這是這項技術的一個亮點所在。
研究人員發(fā)現(xiàn)這項設計還有另一個有悖于常規(guī)認知的特性。通常來說,在激光器工作的過程中能量會損失。可是在這個系統(tǒng)內,隨著損失能量的增多,其所需的產(chǎn)生激光的能量也減小。利用這個特性可以造出高效率、低能耗閥值的激光器,用于未來的各種量子光學設備。
“這套系統(tǒng)應用了一種名為宇稱時間反轉對稱性(parity-time reversal symmetry)的概念,”KAIST的物理學教授趙勇勛(Yong-Hoon Cho,音譯)說,“這個平臺可以把能量的損失用于收益,可用于降低傳統(tǒng)光學器件和傳感器以及量子器件的激光能量閾值,并控制光的方向?!?/p>
這份研究6月10日發(fā)表于《自然·光子學》(Nature Photonics)期刊。
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