來自中佛羅里達大學和密歇根科技大學一組研究人員開發(fā)了一種基于超對稱原理的激光系統(tǒng)概念。在他們發(fā)表在《科學》上的論文中，該研究小組的系統(tǒng)旨在解決使用緊湊激光系統(tǒng)產生更多光的問題。衛(wèi)斯理大學的Tsampikos Kottos在同一期刊上發(fā)表了一篇關于該團隊工作的觀點文章。Kottos指出：

有許多物理應用需要使用同樣具有高輸出功率要求的緊湊激光系統(tǒng)。為了滿足這一需求，許多物理學家開始將多個激光器組合成一個陣列。不幸的是，這種方法會產生質量較差的光束?？朔@個問題的一種方法是使用單一模式的選擇性放大——但是這樣做有它自己的缺點。

博科園-科學科普：在這項新研究中，研究人員提出了一種不同的方法：一種基于超對稱原理的方法。超對稱性是一種基于數學的理論，它描述了玻色子和費米子之間的關系——它表明，對于每一個已知的基本粒子，必須有一個更重的“超級搭檔”。為了建造一種新型的激光系統(tǒng)，研究人員利用這一想法創(chuàng)造了一種穩(wěn)定的半導體激光器陣列，它們共同為未來的應用提供所需的能量。更具體地說，他們設計了一個通過抑制高階模態(tài)來強調基本模態(tài)的系統(tǒng)。

通過將它們與低質量的模式(即有損的超級伙伴)配對來做到這一點。這個想法是讓數組支持它們，這樣它們就能與更高階模式相匹配。為了驗證他們的想法，研究人員首先在一個只有1000納米寬的磷化銦晶片上建立了多個量子阱，每個量子阱之間的距離只有400納米。用1064納米波長的激光刺激這個結構。這樣做抑制了高階橫模，同時表現出低發(fā)散?；灸B(tài)與有損模態(tài)解耦，這是唯一一個有增益的模態(tài)，這導致了單模激光。

博科園-科學科普｜by Bob Yirka/Phys

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參考期刊文獻:《Science》

DOI: 10.1126/science.aAV5103

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