Дальний инфракрасный лазер

Лазер дальнего инфракрасного диапазона или терагерцовый лазер ( FIR-лазер , ТГц-лазер ) — это лазер с выходной длиной волны от 30 до 1000 мкм ( частота 0,3–10 ТГц) в дальнем инфракрасном или терагерцовом диапазоне частот электромагнитного спектра .

FIR-лазеры находят применение в терагерцовой спектроскопии, терагерцовой визуализации , а также в диагностике физики термоядерной плазмы. Их можно использовать для обнаружения взрывчатых веществ и боевых отравляющих веществ с помощью инфракрасной спектроскопии или для оценки плотности плазмы с помощью методов интерферометрии.

FIR-лазеры обычно состоят из длинного (1–3 метра) волновода, заполненного газообразными органическими молекулами, с оптической накачкой или с помощью высоковольтного разряда. Они крайне неэффективны, часто требуют гелиевого охлаждения, сильных магнитных полей и/или настраиваемы только по линии. В настоящее время предпринимаются усилия по разработке меньших твердотельных альтернатив.

Лазер p-Ge (германиевый p-типа) представляет собой перестраиваемый твердотельный лазер дальнего инфракрасного диапазона, который существует уже более 25 лет. ^[1] Он работает в скрещенных электрическом и магнитном полях при гелиевых температурах. Выбор длины волны может быть достигнут путем изменения приложенных электрических/магнитных полей или путем введения внутрирезонаторных элементов.

Квантовый каскадный лазер (ККЛ) является конструкцией такой альтернативы. Это твердотельный полупроводниковый лазер , который может работать непрерывно с выходной мощностью более 100 мВт и длиной волны 9,5 мкм. Прототип уже был продемонстрирован. ^[2] и показано потенциальное использование. ^[3]

Молекулярный FIR-лазер с оптической накачкой QCL был продемонстрирован в 2016 году. ^[4] Он работает при комнатной температуре и меньше молекулярных FIR-лазеров с оптической накачкой CO ₂ -лазерами.

Лазеры на свободных электронах также могут работать в дальнем инфракрасном диапазоне.

Фемтосекундные лазеры с синхронизацией мод на титан- сапфире также используются для генерации очень коротких импульсов, которые можно оптически выпрямить для получения терагерцового импульса.

Смотрите также

• Лазер
• Ксасер
• Инфракрасный лазер
• Терагерцовое излучение

Рекомендации

1. «Фотоизображение на странице 3» . Шпи.орг . Проверено 23 июля 2015 г.
2. Фаист, Дж; Капассо, Ф; Сивко, ДЛ; Сиртори, К; Хатчинсон, Алабама; Чо, АЮ (22 апреля 1994 г.). «Квантовый каскадный лазер». Наука . 264 (5158): 553–556. Бибкод : 1994Sci...264..553F. дои : 10.1126/science.264.5158.553. PMID  17732739. S2CID  33642544.
3. «Крошечный инфракрасный лазер обещает стать оружием против террора» . Brightsurf.com. Архивировано из оригинала 23 сентября 2015 г. Проверено 23 июля 2015 г.
4. Пэджис, А.; Дюкурно, Г.; Лампен, Ж.-Ф. (март 2016 г.). «Низкопороговой молекулярный лазер терагерцового диапазона с оптической накачкой квантово-каскадным лазером». АПЛ Фотоника . 1 (3): 031302. Бибкод : 2016APLP....1c1302P. дои : 10.1063/1.4945355 .