30多年来，科学家们一直在努力利用太赫兹辐射的力量。

太赫兹光线夹在电磁波谱上的微波和红外线之间，可以穿透衣服，塑料和人体组织，但它们被认为比X射线更安全。

由于它们被不同分子吸收到不同程度，它们也可以区分化学物质：例如，机场检查站的太赫兹扫描仪可以确定封闭行李箱中的小瓶是否含有阿司匹林，甲基苯丙胺或爆炸物。

但很难找到产生太赫兹射线的实用方法。

传统的气体激光器可以在合适的频段工作，但它们很大，价格昂贵且耗电量大。

半导体激光器 – 你在DVD播放器中找到的那种 – 体积小而且便宜，但它们很难在有限的光谱范围内轻推：考虑从第一台CD播放机的红外激光器到蓝光的时间长度蓝光光盘激光器。

1994年，贝尔实验室的研究人员发明了一种称为量子级联激光器的新型小型但功能强大的半导体激光器，并且在2002年，它被证明能够以太赫兹频率工作。

但是，准确评估物体的化学成分需要将其暴露在连续的频率范围内，这些频率被吸收到不同程度。

在最近一期“自然光子学”杂志上发表的一篇论文中，麻省理工学院电子研究实验室电子工程教授清湖及其同事描述了调整太赫兹量子级联激光器的第一种实用方法。

更重要的是，该方法是激光调谐的一种全新方法，可能对其他新兴技术产生影响。

“从20世纪70年代太赫兹发展的最初阶段开始，人们一直在努力制造紧凑且可调谐的[高功率]光源，到目前为止，这确实是这种光源的第一个例子，”Peter Siegel说。

谁是加州理工学院NASA喷气推进实验室亚毫米波先进技术小组的负责人。

“尽管有许多挫折和来自其他团体的竞争，但他所投入的所有工作以及他开创并推动的突破性创意值得赞扬。

最后，他真的取得了惊人的突破。

“调谐普通半导体激光器通常需要改变其发光腔的长度; 偶尔，如果激光器不需要宽频率范围，加热或冷却它将起作用。

Hu比较了这两种方法，通过按下它来改变吉他弦的音高 – 改变它的长度 – 或拧紧它的调音弦 – 改变它的张力。

然而，这两种方法都不适用于太赫兹量子级联激光器。

然而，改变吉他弦音高的第三种方法是改变其直径：吉他上的低音弦比高音调的弦更厚。

粗略地说，胡的调音技术是改变光束的直径。

穿过太空的光束可以被认为是波浪，无限地上下起伏，直到它撞击物理物体。

但是当相同的光束被限制时 – 例如，光纤或长而薄的量子级联激光器 – 它呈现出称为“横向模式”的电磁场模式。

横向模式有点像另一种波浪。

垂直于第一个，除了它很快消失 – 它的波动迅速变小 – 因为它离光束越来越远。

事实上，它的起伏很快就消失了，它可以被认为是一个垂直于光束但以光束为中心的大波动。

胡的新调谐技术需要一种特殊类型的量子级联激光器，称为线激光器，横向模式的波长 – 一个大波动的宽度 – 实际上大于激光器本身的宽度。

使与激光器足够接近的另一种材料块使横向模式变形，这反过来改变了发射光的波长。

在实验中，胡和他的同事发现金属块缩短了光的波长，而硅块则延长了它。

改变块的接近度也会改变移位的程度。

太赫兹量子级联激光器有一个很大的缺点：它们需要用液氮冷却到非常低的温度。

但苏黎世瑞士联邦理工学院的杰罗姆法斯特是量子级联激光器的发明者之一，他表示虽然室温版本是一项困难且长期的项目，但“实际上并没有告诉我们这是不可能的”。

西格尔补充说，借助胡的调音技术，“我不明白为什么激光器在什么温度下操作都很重要。

”胡指出，他的技术也可以应用于一种新型微型激光器，可用于极其精细的传感。

通常，可见光激光不能比使用的光的波长窄，但是研究人员通过使用称为等离子体的虚拟粒子(类似于穿过电子云的波)已经找到了绕这个基本极限的方法。

一些新型等离子体激光器也可以通过操纵它们的横向模式来调节。

在其实验中，Hu的小组使用机械杠杆从一个方向将一块硅或金属块接近量子级联激光器。

但是他们已经设计并且现在正在制造芯片，这些芯片将使用电子控制的微机电设备将硅和金属块从不同方向引入，从而为激光器提供从短波长到长波长的精确连续调谐范围。

免责声明：本网站图片，文字之类版权申明，因为网站可以由注册用户自行上传图片或文字，本网站无法鉴别所上传图片或文字的知识版权，如果侵犯，请及时通知我们，本网站将在第一时间及时删除。

麻省理工学院的研究人员在不牺牲速度的情况下提高了数据压缩的保线年度CIO年度提名公开赛Oracle Next是一个新的播客其中包含有关公司如何使新兴技术发挥作用的广泛对话对于Verge读者来说翻新的Google Pixel 3s和Pixel 3 XL比以往任何时候都便宜