超材料可以带来更便宜的T光扫描仪

2018-01-08 10:03:20

作者:Jeff Hecht光学超材料,隐形斗篷和超透镜的东西,可能会在安全扫描仪或天文学中找到它们的第一个应用这是因为它们可以让廉价的激光器用作寻求射电天文学和新型安全扫描仪的太赫兹射线(T射线)的来源大多数此类来源庞大而复杂,耗资高达100,000英镑称为量子级联激光器的紧凑且廉价的半导体器件也可以产生T射线,但它们的输出更像是来自典型激光器的剑杆梁的灯泡的漫射辉光模糊产生的原因是这些装置的孔径仅为它们产生的辐射波长的1/10现在,哈佛大学的Nanfang Yu,Federico Capasso及其同事与英国利兹大学的研究人员合作,找到了一种锐化光束的方法他们的诀窍是在激光器的输出面上放置一个带凹槽结构的超材料,这是他们已经在标准半导体激光器上采用的一种技术深度在7到16微米之间的凹槽水平地雕刻在孔径下方的激光器前面每个凹槽之间的距离只有几微米 - 远小于太赫兹光束的100微米波长当太赫兹波从激光中射出时,一些会被急剧地衍射90度,并被转换成称为表面等离子体的波,其垂直地沿着超材料波动其表面的凹槽捕获这些等离子体的簇,促使它们将能量辐射为T波选择凹槽之间的间距,使得太赫兹发射相长干涉结果,光束在垂直方向上相对紧密地聚焦,以10度的角度发散,而不是标准的180度 “这导致高效的收集和高度集中的功率,而不需要传统的,昂贵的和庞大的镜头,”Capasso说 “太赫兹应用需要高度定向的光束,”Yu说这些应用包括爆炸物的成像和传感,它们在太赫兹地区强烈吸收天文学家需要太赫兹光源,输出功率在毫瓦范围内,因为他们的射电望远镜的本地振荡器在太赫兹波段观测 “他们正在做的是两个热区域,超材料和量子级联激光器的非常好的混合,它们在一个非常好的有源激光设备中汇集在一起​​,”加州大学洛杉矶分校的本杰明威廉姆斯说,他不是参与研究期刊参考:Nature Materials,DOI: