美國研究人員推出了一款能調制自身頻率的激光器。該設備是一種新型腔穴光力學的實際應用。研究者認為該激光將可以提升 LIDAR（light detection and ranging：光探測與測量）系統的分辨率，縮減尺寸，降低成本，降低復雜性，并可以在視網膜成像應用上發揮作用。
在傳統的光力學腔實驗中，激光從外部注入，腔穴只響應與自己機械模式共振的激光頻率。該研究中，加利福尼亞大學的Connie Chang-Hasnain、伯克利和同事攜手Bandwidth10公司把激光器自身的諧振腔當做機械諧振器使用。通過機械振蕩改變激光諧振腔尺寸，繼而改變激光的頻率。
關鍵的改變
為了使其效果最大化，研究者對該激光設置做了兩大關鍵改變。首先，研究者用VCSEL（vertical cavity surface emitting laser：垂直腔面發射激光器 ）激光器取代了傳統激光器——傳統激光從激光的一端發射出去，而VCSEL激光器的激光光束從VCSEL活躍區頂端或底部發射出去。新的激光發射方式意味著，透鏡之間的距離比傳統設置更小了，而且激光的波長對距離變化也更加敏感。
第二個變化是，把傳統用于VCSEL的透鏡——多層分布式布拉格反射器替換為高對比度光柵。高對比度光柵透鏡于2004年由 Chang-Hasnain團隊開發，由能折射光的條形單層組成。高對比度光柵鏡片的重要特性之一是亮度比一般的鏡片更高。例如，研究者使用的20μm×20μm鏡片只有130pg。
壓力之下反應
根據研究者設計，透鏡處于休眠狀態時，其反射度在VCSEL頻率下達到最大。在此頻率下激光的強度最大，對鏡子施加的壓力達到最大，這種壓力可稍稍把透鏡推遠一點，降低激光的頻率，繼而降低鏡子的反射率。反過來，激光的強度和壓力降低了，導致透鏡回縮。由于激光對諧振腔長度變化反應微小的延時，該壓力并不會立即升高導致透鏡過沖，從而增加激光頻率。當壓力上升時，透鏡后移并且再一次過沖。這個循環導致頻率和激光產生周期性的快速振蕩。
研究者相信，這種“自清掃激光”將產生實際應用。一個應用就是在包括制造、遠程感應和無人駕駛汽車中都發揮重要作用的成像技術LIDAR。LIDAR通過向某物體發射光脈沖，根據反射光確定它的外形和距離。為了確定某些反射脈沖發射的具體時間，激光能量和頻率需要持續調節。該技術也同樣用于檢查眼后部是否有疾病征兆時用到的光學相干斷層成像術 (OCT：optical coherence tomography)。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
