據(jù)外媒報(bào)道，一種產(chǎn)生量子粒子的新型激光器可以回收失去的能量以用于高效、低閾值激光應(yīng)用。來自韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)的科學(xué)家們制造了一個激光系統(tǒng)，它可以在室溫下產(chǎn)生高度相互作用的量子粒子。

他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《Nature Photonics》上，該發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致一個單一的微腔激光系統(tǒng)，當(dāng)能量損失增加時(shí)它需要更低的閾值能量。

這個系統(tǒng)是由KAIST的物理學(xué)家Yong-Hoon Cho和他的同事們開發(fā)的，它涉及到通過一個由損耗調(diào)制的氮化硅襯底處理的單一六邊形微腔發(fā)光。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)能在室溫下產(chǎn)生極化聲子激光器，這是令人興奮的，因?yàn)檫@通常需要低溫。

研究人員發(fā)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)的另一個獨(dú)特和反直覺的特征。正常情況下，在激光操作過程中能量會損失。但在這個系統(tǒng)中，隨著能量損失的增加，誘導(dǎo)激光所需的能量減少。利用這一現(xiàn)象可以為未來的量子光學(xué)器件開發(fā)高效、低閾值激光器。

“這個系統(tǒng)應(yīng)用了量子物理的概念，被稱為奇偶-時(shí)間反轉(zhuǎn)對稱，”Cho教授表示，“這是一個重要的平臺，可以將能量損失用作增益。它可以用來降低經(jīng)典光學(xué)器件和傳感器的激光閾值能量以及量子器件和控制光的方向?！?/p>

這一平臺的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)和材料。六邊形微腔結(jié)構(gòu)將光粒子分為兩種不同的模式：一種通過六邊形上向的三角形，另一種通過其下向的三角形。兩種模式的光粒子具有相同的能量和路徑但彼此不相互作用。

然而，光粒子確實(shí)跟其他稱為激子的粒子相互作用，激子是由半導(dǎo)體制成的六角形微腔提供。這種相互作用導(dǎo)致了被稱為極化聲子的新量子粒子的產(chǎn)生，然后它們相互作用產(chǎn)生極化聲子激光器。通過控制微腔和半導(dǎo)體襯底之間的損耗程度會出現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，即隨著能量損耗的增加閾值能量變小。