据16日的《天然》杂志报导，美国哈佛大学物理学家团队初次展现了一种集成在芯片上的皮秒级中红外激光脉冲发生器，无需外部组件即可运转，可在数小时内安稳发生掩盖要害气体吸收带的光谱。这种新式激光器有望加快高灵敏度、宽光谱气体传感器的研制，为环境监督测定供给更高效的检测东西，还可为医学成像范畴带来新式光谱分析技能。

  这种激光器的根底是20世纪90年代创始的量子级联技能。量子级联激光器经过将不同的纳米结构半导体资料层叠在一起，发生相干的中红外光束。与数十年来一向依靠锁模技能来发生脉冲的其他半导体激光器不同，量子级联激光器因为其固有的超快动力学特性，发生脉冲一向非常困难。现有的根据量子级联激光器的中红外脉冲发生器，常常要杂乱的设置才干完成脉冲发射，而且需求许多分立的硬件组件。它们一般还遭到特定输出功率和光谱带宽的约束。

  此次，在规划芯片架构时，研究人员从克尔微谐振器的光调制设备中取得创意，交融非线性光子学概念，在单芯片上无缝集成了环形谐振器、激光源和滤波器，经过孤子脉冲自激起机制，制作出无需外部组件的皮秒级光脉冲输出。

  试验标明，新式激光器能在中红外波段发生称为光学频率梳的精细光谱。光学频率梳是一种由等距离频率线（好像梳齿）组成的光谱，这种光谱结构现在已被大规模的使用于高精度丈量范畴。

  研究人员表明，这一效果是曾经未能完成的。更重要的是，此类设备可利用规范半导体制作工艺在工业激光代工厂中完成规模化出产。

  中红外波现在已在环境范畴展现出重要使用价值。因为二氧化碳和甲烷等许多气体分子都能高效吸收中红外光，因而，这一波长规模已成为监测环境气体的重要东西。（记者张佳欣）

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