太赫兹频率范围——位于微波和红外光之间的电磁频谱的中间位置——为高带宽通信、超高分辨率成像、精确的射电天文学远程传感等提供了可能性。
但这部分电磁波谱对大多数应用来说仍然遥不可及。“我们可以证明应变是由于晶粒取向而积累的,这是金牌大只注册信息研究人员可以用来改进钙钛矿的合成和制造工艺的方法,从而以最小的应变实现更好的太阳能电池,从而由于非辐射复合而产生的热量损失也最小。”这是因为太赫兹频率的电流源体积庞大,效率低下,调谐有限,或者必须在低温下工作。
现在,来自哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员与麻省理工学院和美国陆军合作,已经开发出一种紧凑的、室温的、可广泛调谐的太赫兹激光器。
这项研究发表在《科学》杂志上。
科学家们长期以来一直使用荧光显微镜来识别钙钛矿太阳能电池表面上降低效率的位置。但是,要确定造成大只500彩票登录热量损失的缺陷的位置,研究人员需要对胶片的真实晶粒结构进行成像。“这激光优于任何现有的激光源在这个光谱区和打开它的时候,第一次,广泛的应用在科学和技术,”费德里科•卡帕索说,应用物理学的教授罗伯特·l·华莱士和文顿海耶斯高级研究员在电气工程海域和文章的第二作者的论文。
美国陆军CCDC航空与导弹中心的高级技术专家亨利·埃弗里特(Henry Everitt)是这篇论文的共同作者,他说:“对这种激光源的需求很多,比如短程、高带宽无线通信、高分辨率雷达和光谱学。”
埃弗里特还是杜克大学物理学副教授。
当大多数电子或光学太赫兹源使用大型、低效和复杂的系统,以有限的调谐范围产生难以捉摸的频率时,卡帕索、埃弗里特和他们的团队采用了不同的方法。
为了理解他们做了什么,让我们复习一下激光工作的一些基本物理原理。
在量子物理学中,被激发的原子或分子处于不同的能量水平——把它们想象成建筑物的楼层。人们可以善于隐藏压力,而我们并不孤单。太阳能大只500苹果版电池具有相同的才能。对于太阳能电池而言,其微观晶体结构内的物理应变会通过实质上“损失”能量(如热量)而中断其核心功能(将阳光转化为电能)。在一个典型的气体激光器中,大量的分子被困在两个镜子之间,并被带到一个被激发的能量水平,即建筑物的一个更高的楼层。当它们到达那层时,它们会衰变,下降一个能级,并发射一个光子。当这些光子来回弹回时,它们会刺激更多分子的衰变,导致光的放大。要改变发射光子的频率,你需要改变被激发分子的能级。
那么,如何改变能级呢?一种方法是利用光。在一个称为光抽运的过程中,光将分子从低能级提升到高能级——就像量子电梯一样。以前的太赫兹分子激光器使用的是光泵,但它们的可调性仅限于几个频率,这意味着电梯只能到达一小部分楼层。