KAIST新型激光系統：能在室温下產生高度相互作用的量子粒子

據外媒報道，一種產生量子粒子的新型激光器可以回收失去的能量以用於高效、低閾值激光應用。來自韓國科學技術院(KAIST)的科學家們製造了一個激光系統，它可以在室温下產生高度相互作用的量子粒子。

他們的發現發表在《Nature Photonics》上，該發現可能會導致一個單一的微腔激光系統，當能量損失增加時它需要更低的閾值能量。

這個系統是由KAIST的物理學家Yong-Hoon Cho和他的同事們開發的，它涉及到通過一個由損耗調製的氮化硅襯底處理的單一六邊形微腔發光。該系統設計能在室温下產生極化聲子激光器，這是令人興奮的，因為這通常需要低温。

研究人員發現這種設計的另一個獨特和反直覺的特徵。正常情況下，在激光操作過程中能量會損失。但在這個系統中，隨着能量損失的增加，誘導激光所需的能量減少。利用這一現象可以為未來的量子光學器件開發高效、低閾值激光器。

“這個系統應用了量子物理的概念，被稱為奇偶-時間反轉對稱，”Cho教授表示，“這是一個重要的平台，可以將能量損失用作增益。它可以用來降低經典光學器件和傳感器的激光閾值能量以及量子器件和控制光的方向。”

這一平台的關鍵是設計和材料。六邊形微腔結構將光粒子分為兩種不同的模式：一種通過六邊形上向的三角形，另一種通過其下向的三角形。兩種模式的光粒子具有相同的能量和路徑但彼此不相互作用。

然而，光粒子確實跟其他稱為激子的粒子相互作用，激子是由半導體制成的六角形微腔提供。這種相互作用導致了被稱為極化聲子的新量子粒子的產生，然後它們相互作用產生極化聲子激光器。通過控制微腔和半導體襯底之間的損耗程度會出現一個有趣的現象，即隨着能量損耗的增加閾值能量變小。