UCLA工程师开发一种控制激光极化的新技术

时间：2021-12-21 14:25:02 来源：

艺术家对激光偏振质量表面的描绘，可以纯粹以电子方式调谐激光的偏振状态，而没有任何移动部件。

UCLA的工程师开发了一种新技术来控制激光的偏振状态，可以导致新的强大，高质量激光器，以用于医学成像，化学传感和检测或基础科学研究。新方法纯粹以电子方式运行，没有任何活动部件。

想到偏光太阳镜，这有助于人们在激烈的光线下更清楚地看到更清晰。偏振通过过滤可见光波以允许仅在一个特定方向上指向的波浪通过，这减少了亮度和眩光。

与亮度和颜色一样，极化是从激光中出现的光的基本属性。控制激光器的偏振的传统方式是使用偏振器或波片的单独组分。为了改变其极化，偏振器或波片必须物理旋转，这导致物理上更大的激光系统。

来自UCLA Henry Samueli工程和应用科学学院的团队开发了一种专业的人造材料，一种“元索面”，可以纯粹以电子方式调谐激光的偏振状态，而没有任何活动部件。该研究发表于Optica。在电磁谱上的Terahertz频率范围内的一类激光器应用于电磁谱之间的突破前进，这位于微波和红外波之间。

“虽然有一些方法可以在可见光谱中快速切换极化，但在太赫兹范围内，目前缺乏好选择，”本杰明威廉姆斯，电气工程副教授和研究的主要调查员。“在我们的方法中，偏振控制将右转进入激光本身。这允许更紧凑和集成的设置，以及极快电子切换的可能性。而且，我们的激光有效地产生光线到所需的偏振状态 - 没有激光功率在错误的偏振中浪费产生光。“

新的METASURFAFF覆盖了两个毫米 - 方形区域，并且具有横跨其表面的线天线的不同之字形图案。电流通过电线，选择性地激励激光材料的特定区段，这允许用户根据需要改变和定制偏振状态。

威廉姆斯表示，太赫兹辐射穿透了许多材料，例如介电涂料，涂料，涂料，塑料，包装材料，以及更具损害的情况下。

因此，一些应用程序包括在工业环境中的非破坏性评估，或揭示艺术和古物研究中的隐藏特征，“威廉姆斯指导太太设备和三角杆纳米结构实验室。“例如，我们的激光器可用于太赫兹成像，其中添加极化对比度可能有助于揭示艺术品中的附加信息，例如用于隐藏缺陷或结构的改进的边缘检测。”

这项工作基于本集团最近的世界上第一个垂直外腔表面发射激光器或VECSEL的开发，可在太赫兹范围内运行。

他们的新元曲面占地面积2平方毫米，具有横跨其表面的线天线的不同之字形图案。电流通过电线，选择性地激励激光材料的特定区段，这允许用户根据需要改变和定制偏振状态。

该研究的牵头作者是电气工程研究生卢耀徐和电气工程本科学生大都陈。其他作者包括电气工程研究生克里斯托弗·克伦文; Mohammad Memarian，博士博士学者在UCLA的微波电子实验室;桑迪亚国家实验室约翰里诺;和UCLA电气工程教授Tatsuo Itoh，他们在工程中举办北北甘草椅。该研究得到了国家科学基金会和美国宇航局的支持。

出版物：Luyao Xu，等，“具有电切换极化的Metasurface量子级联激光，”Optica Vol。 4，第4期，第468-475（2017）; DOI：10.1364 / OPTICA.4.000468

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