自人类发现电磁波以来，现已开发出了各式各样的运用方法，从手机扫码到打印技能，涵盖了从红外线到紫外线的大部分电磁波谱。可是，在这之外，还有一个要害区域至今未能得到运用——太赫兹波段。
太赫兹(Tera Hertz，THz)是动摇频率单位之一，又称为太赫，或太拉赫兹。1THz=1x10^12Hz，一般用于表明电磁波频率。
而太赫兹波是指频率在0.1~10 THz(波长为3000～30μm)规模内的电磁波，在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，是微观经典理论向微观量子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空地(THz gap)”
太赫兹波的波段可以掩盖半导体、等离子体，有机体和生物大分子等物质的特征谱;运用该频段可以加深和拓宽人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些根本科学问题的知道。该技能技能可大规模的运用于雷达、遥感、疆土安全与反恐、高保密的数据通讯与传输、大气与环境监督测定、实时生物信息提取以及医学确诊等范畴。
但惋惜的是，现在这项技能并没有落地，发生足以进行实时成像和快速光谱测量的太赫兹辐射需求远低于-73.15℃或更低的温度。这些温度只可以经过体积非常巨大的设备来完成，这些设备约束了该技能在试验室环境外的运用。
不过近来，麻省理工学院和滑铁卢大学的研讨人员开发了一种高功率、便携式的量子级联激光器，可以在试验室外发生太赫兹辐射。
该研讨成果以宣布在《天然光子学》(Nature Photonics)杂志上。
主导这项研讨的麻省理工学院电气工程和计算机科学教授胡庆(音译)和其团队表明，他们的太赫兹量子级联激光器可以在高达-23.15℃的环境下作业，这在某种程度上预示着只需一个小型便携式冷却器即可发生太赫兹辐射。
太赫兹量子级联激光器是一种嵌入芯片的微型半导体激光器，最早由意大利和英国研讨人员发明于2002年。可是，要将其作业环境和温度进步到-73.15℃以上非常困难。直到2009年，研讨人员才将温度进步到-63.15℃。
这项研讨再次将温度进步。该团队经过更精确地调整激光器的分层结构(难度极大，有些层只要7个原子厚)，来到了零下20度摄氏度左右，根本具有了运用的可能性。
意大利国家研讨委员会纳米科学研讨所的凝聚态物理学家米里亚姆·维蒂耶洛(Miriam Vitiello)点评道：“这是一项巨大的成果，进步太赫兹激光的(作业)温度一直是学界的长时间方针”。
这些激光器只要几毫米长，量子阱结构，带有精心定制的阱和屏障。在这个结构中，电子沿着一种阶梯“级联”，每一步都发射出一个轻粒子或光子。
除了将作业时分的温度进步，这项研讨的立异之二在于将激光器内的屏障高度添加了一倍，以避免电子走漏，这种现象在高温下往往会添加。一般来说，势垒电子走漏会导致体系溃散。
因而，该团队在激光器中的铝镓砷阻挡层中加入了更多的铝，希望能更好地约束电子。团队还必须避免电子以某种方法相互作用，导致它们经过铝镓砷屏障走漏。
这项研讨成果可以与太赫兹勘探器协同作业，可能会推进太赫兹成像仪等技能的呈现，这些技能可以在不进行活检的状况下区别皮肤癌和正常安排，或许勘探货品中躲藏的爆炸物、不合法药物和其他危险物品。
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