В Лидском университете поставили новый рекорд – там изготовлен самый мощный в мире терагерцевый лазер. Мощность квантового каскадного лазера впервые превысила порог в 1 ватт – это вдвое больше, чем удалось достичь группам из Массачусетского и Венского технологического университетов. Терагерцевые волны, которые в спектре электромагнитного излучения располагаются между инфракрасными и сантиметровыми волнами (СВЧ), способны проникать в толщу вещества, непроницаемого для видимого света. Им предстоит блестящая «карьера» в сфере безопасности, фармацевтики, химического анализа и телекоммуникаций. Они могут, например, распознавать следы взрывчатых веществ в закрытых конвертах и неинвазивным образом находить в организме раковые клетки.
Однако изготовить компактные и мощные терагерцевые лазеры пока было практически невозможно. «Несложно построить приборы, выдающие мощные лучи в терагерцевом диапазоне. Но практические задачи требуют недорогих и компактных терагерцевых лазеров», – рассказывает профессор Эдмунд Линфилд (Edmund Linfield).
Разработанные в Лидсе квантовые каскадные терагерцевые лазеры по площади не превышают нескольких квадратных миллиметров. Последний рекорд, поставленный в Австрии в октябре 2013 года – 0,47 ватта. Лидская группа более чем удвоила этот показатель.
«Изготовление таких лазеров – очень сложный и тонкий процесс. Нужно уложить много слоев полупроводников (вроде арсенида галлия) по одному моноатомному слою. Мы тщательно регулируем толщину и химический состав каждого слоя и получаем полупроводник толщиной в среднем 1000-2000 слоев. Рекордная мощность – итог накопленного в нашем университете опыта по изготовлению многослойных полупроводников, а также умения превращать эти материалы в лазерные приборы», – рассказывает Линфилд.