研究人員在太赫茲量子級聯激光器的控制方面取得了突破，可以以每秒100吉比特的速率傳輸數據——比以每秒100兆位的速度運行的快速以太網快約一千倍。
太赫茲量(liang)子級聯激光(guang)器與其他激光(guang)器的區別在于(yu)(yu)，它們(men)在電磁(ci)頻譜的太赫茲范圍內(nei)發射光(guang)。它們(men)可在光(guang)譜學領域中用于(yu)(yu)化學分析。
激光(guang)還(huan)可(ke)以最終提供超快速，短跳的無線鏈接，在這(zhe)種情況下，大(da)型數據集(ji)必須在醫院校園之(zhi)間，大(da)學之(zhi)間的研究(jiu)機構(gou)之(zhi)間或(huo)在衛星通信(xin)中進行傳輸。
為了能夠以這些增加的速度發送數據，需(xu)要非常快速地(di)調制激(ji)光器：打開(kai)和關(guan)閉或每秒產生(sheng)約1000億次(ci)脈沖(chong)。
迄今為止(zhi)，工(gong)程師和科學家還沒(mei)有找到(dao)實(shi)現這一目標的(de)方(fang)法。
利茲大學和諾丁漢大學的一(yi)個研究小組認為，他(ta)們已經找到了一(yi)種結合聲波(bo)和光波(bo)功率(lv)的超(chao)快調制方式。他(ta)們在《自然通(tong)訊》上發表了他(ta)們的發現。
利茲大學(xue)(xue)納米電(dian)子學(xue)(xue)教授約(yue)翰·坎(kan)寧安（John Cunningham）說：“這是(shi)令人興(xing)奮的研究。目前，用于(yu)調制(zhi)量子級聯激光(guang)器的系統(tong)是(shi)電(dian)驅動的-但該系統(tong)有(you)局限性(xing)。
具有諷刺意(yi)味的(de)是(shi)，提供調制的(de)同一電(dian)子(zi)設備通常會阻礙調制速(su)度。我們正在(zai)開發的(de)機制反而依賴于聲波。”
量(liang)子級聯激光(guang)器非常有(you)效。當電子通過激光(guang)的(de)(de)光(guang)學(xue)組件時(shi)，它(ta)會(hui)通過一(yi)系列的(de)(de)“量(liang)子阱”，其中電子的(de)(de)能(neng)級下降(jiang)，并發(fa)射出(chu)光(guang)子或(huo)光(guang)能(neng)脈沖。
一個電(dian)子(zi)能夠(gou)發射多個光子(zi)。在調制期(qi)間控(kong)制的(de)是該過程。
利(li)茲大學(xue)和(he)諾丁漢大學(xue)的研究人員并未使(shi)用(yong)外(wai)部電子設備，而是使(shi)用(yong)聲波(bo)來振動量子級(ji)聯(lian)激光(guang)器內部的量子阱(jing)。
聲波是由另一個激光(guang)器(qi)(qi)的脈沖(chong)撞擊到鋁(lv)膜上而(er)產生的。這導致薄膜膨(peng)脹和收縮，從而(er)通(tong)過量子級(ji)聯激光(guang)器(qi)(qi)發(fa)出機械波。
諾丁漢大學物理學教授托尼·肯特說：“本(ben)質(zhi)上，我們(men)所(suo)做的是(shi)利用聲波來搖動量(liang)子(zi)級聯(lian)激光器內部的復雜電子(zi)狀態(tai)。然后我們(men)可以看(kan)到其太赫茲光輸出(chu)被聲波改變了。”
坎寧安(an)教授補充說：“我們(men)沒(mei)有(you)達到可(ke)以完全停止并開始(shi)流動的情況，但是(shi)我們(men)能夠將光(guang)輸出控制在幾個百分點(dian)，這是(shi)一個很好(hao)的開始(shi)。
“我們相信(xin)，通過進一步完(wan)善，我們將(jiang)能夠(gou)開發出一種新的機制，以完(wan)全控制激光(guang)(guang)(guang)器(qi)的光(guang)(guang)(guang)子(zi)發射，甚(shen)至可以與太赫茲(zi)激光(guang)(guang)(guang)器(qi)集(ji)成產生聲(sheng)音(yin)的結構，從(cong)而不需要外部聲(sheng)源。”
肯特(te)教授說(shuo)：“這一(yi)(yi)結果(guo)為(wei)物理學和工程學開(kai)辟了一(yi)(yi)個新的(de)領域，使人們(men)可(ke)以(yi)探索(suo)太(tai)赫茲聲波和光波之間的(de)相互作用(yong)，這可(ke)能具有實際的(de)技術應用(yong)。”
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