Лазер дальнего инфракрасного диапазона или терагерцовый лазер ( лазер ближнего инфракрасного диапазона , лазер терагерцового диапазона ) — 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 .
Лазеры FIR применяются в терагерцовой спектроскопии, терагерцовой визуализации , а также в диагностике физики термоядерной плазмы. Они могут использоваться для обнаружения взрывчатых веществ и боевых отравляющих веществ с помощью инфракрасной спектроскопии или для оценки плотности плазмы с помощью методов интерферометрии.
Лазеры FIR обычно состоят из длинного (1–3 метра) волновода, заполненного газообразными органическими молекулами, оптически накачиваемыми или через разряд HV. Они крайне неэффективны, часто требуют гелиевого охлаждения, сильных магнитных полей и/или настраиваются только по линии. Ведутся работы по разработке более мелких твердотельных альтернатив.
Лазер p-Ge (германий p-типа) — это настраиваемый твердотельный лазер дальнего инфракрасного диапазона, который существует уже более 25 лет. [1] Он работает в скрещенных электрических и магнитных полях при температурах жидкого гелия. Выбор длины волны может быть достигнут путем изменения приложенных электрических/магнитных полей или путем введения внутрирезонаторных элементов.
Квантовый каскадный лазер (QCL) 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 лазер FIR с оптической накачкой QCL был продемонстрирован в 2016 году. [4] Он работает при комнатной температуре и имеет меньшие размеры, чем молекулярные лазеры FIR с оптической накачкой CO2 - лазерами.
Лазеры на свободных электронах могут также работать в дальнем инфракрасном диапазоне длин волн.
Фемтосекундные титан-сапфировые лазеры с синхронизацией мод также используются для генерации очень коротких импульсов, которые можно оптически выпрямить для получения терагерцового импульса.