新型紫外激光器可在万亿分之一秒内发送信息

超快 UV-C 光刚刚向前迈出了一大步,为闪电般快速的通信和下一代光子技术打开了大门。使用 UV-C 范围(100−280 nm)紫外线的设备在许多领域变得越来越重要,包括超分辨率显微镜和光通信。科学家对 UV-C 光特别感兴趣,因为它在 [...]

来源:SciTech日报

超快 UV-C 光刚刚向前迈出了一大步,为闪电般快速的通信和下一代光子技术打开了大门。

使用 UV-C 范围(100−280 nm)紫外线的设备在许多领域变得越来越重要,包括超分辨率显微镜和光通信。科学家对 UV-C 光特别感兴趣,因为它在大气中散射强烈,这一特性使其可用于非视距通信。这意味着即使在清晰的视线被阻挡的情况下(例如在杂乱或受阻的环境中)也可以发送数据。尽管有这些优点,但进展缓慢,因为研究人员缺乏能够可靠地产生和检测 UV-C 光的实用组件。

超快 UV-C 脉冲的新平台

在《光:科学与应用》杂志上发表的一项研究中,由 Amalia Patané 教授(诺丁汉大学)和 John W. G. Tisch 教授(伦敦帝国理工学院)领导的研究人员报告了一种新系统,该系统可以创建和检测极短的 UV-C 激光脉冲。他们的方法将超快 UV-C 激光源与由原子薄(二维)半导体 (2DSEM) 制成的高灵敏度 UV-C 探测器相结合。

激光源依赖于精心匹配的非线性光学过程。通过在非线性晶体内部使用级联二次谐波生成,该系统产生仅持续飞秒(不到万亿分之一秒)的 UV-C 脉冲。然后使用由 2DSEM 硒化镓 (GaSe) 及其宽带隙氧化物层 (Ga2O3) 制成的光电探测器在室温下检测这些闪光。重要的是,所有涉及的材料都与可扩展的制造方法兼容。

为了演示系统的功能,团队构建了一个自由空间通信设置。在此测试中,信息由发射器编码到 UV-C 激光中,并由充当接收器的 2D 半导体传感器成功解码。