基于非同寻常的物理现象的新激光可以提高电信、 计算和更多

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员展示了世界上第一台激光器基于一种叫做连续体中的束缚的态的非常规波物理现象。这项技术可以彻底改变表面激光器，使他们更紧凑、 能量高效的通信和计算应用的发展。新的 BIC 激光器也可能作为大功率激光器为工业和国防应用开发。

BIC 激光示意图︰ 高频激光束 （蓝色） 权力膜，发出的激光光束在电信频率 （红色）。图片由贝克集团加州大学圣地亚哥分校提供

“激光器是无处不在现今的世界，从简单的日常激光指向复杂激光干涉仪用来探测引力波。阿肖克 Kodigala，电气工程博士学位就读于加州大学圣迭戈分校的研究第一作者说︰ 我们目前的研究将影响激光应用的许多领域”。

布巴卡尔贝克，在加州大学圣地亚哥 · 雅各布斯的工程学院的电气工程教授领导这项研究说:”因为它们是常规，BIC 激光器提供独特和前所未有的属性没有尚未实现与现有激光技术”。

例如，可以随时调 BIC 激光器发出不同波长的光束医用激光器作精确定位癌细胞而不损伤正常组织的一个有用的功能。BIC 激光器也可发出特制形状 （螺旋、 甜甜圈或钟形曲线） 梁 — — 称为矢量光束 — — 可以使日益强大的计算机和光通信系统，可以携带多达 10 倍比现有的信息。

“光源是关键组件的光学数据通信技术在手机、 电脑和天文学，例如。巴巴克幽雅，电气工程博士学位学生在贝克的实验室和研究合著者说︰ 在这项工作，我们提出一种新的光源，比什么是可用今天在功耗和速度快，效率更高”。

在连续体中 (Bic) 束缚的态是已经预测，自 1929 年以来存在的现象。 BICs 是波仍然非常局限，或绑定，在一个开放的系统。在开放系统逃脱，但 BICs 常规波无视这一准则 — — 他们呆本地化，也逃不过尽管拥有开放的途径来这样做。

在以往的研究中，贝克和他的团队证明，在微波频段，BICs 可以用于高效地捕获和存储，使强的光与物质相互作用的光。现在，他们正在利用 BICs 展示新类型的激光器。团队在自然发表 1 月 12 日的工作。

制作 BIC 激光

BIC 激光在这项工作被由制成的铟、 镓、 砷、 磷薄的半导体膜。膜的结构数组的纳米级的气瓶，悬浮在空气中。气瓶是相互关联的网络的支持桥梁，提供对设备的机械稳定性。

电源用高频激光束膜，研究人员诱导 BIC 系统发出其自身较低的频率激光束 （在电信频率）。

贝克说:”现在，这是证明我们确实可以实现激光行动与 BICs 概念演示，”。

“和显著的是，我们可以得到表面的激光阵列尽可能小 8 × 8 的粒子，会出现”他说。相比较而言，表面的激光器，广泛应用于数据通信和高精度遥感，称为垂直腔面发射激光器 （垂直腔表面发射激光器），需要多大 （100 次） 阵列 — — 和因此更多的权力 — — 实现激射。

“最受欢迎的垂直腔面发射激光器可以一天换来我们所称的 ‘BICSEL’ — — 束缚态在连续体表面发射激光可能导致小的装置，耗能少，”贝克说。小组已提出专利申请的新类型的光源。

数组也可以在创建工业和国防应用的高功率激光器大小放大，他指出。”在高功率激光器的基本挑战加热和我们 BIC 激光器的预测效率，随着激光技术的新时代可能成为可能，”贝克说。

团队的下一步是要 BIC 激光器，电力驱动的而不是由另一束激光光学供电。贝克说:”电泵浦的激光器在实验室外携带方便，可跑不掉的常规电池源”。