研究人员将等离子准直器直接嵌入半导体激光器表面

自动调焦的半导体激光器通常需要一个体积庞大的光学镜头作为一个准直器。研究人员则向我们展示了一种等离子准直器，该准直器能够利用蚀刻槽直接嵌入半导体激光器的表面。如果哈佛大学为该技术申请的专利能够通过，那么半导体激光器将能够精简到一个不带镜头的裸片。

哈佛大学和滨松光子（浜松市，日本）的研发团队希望最终能够演示如何实现电气控制偏振激光束在自旋电子学和量子计算中的应用。

哈佛大学的教授Federico Capasso表示：“等离子准直器适用于所有的半导体激光器。该项研究开辟了使用等离子结构建立激光面以构建任意偏振态的先例，这正是自旋电子学和量子信息处理学长期追求的目标。

哈佛大学和日本的研究人员发现配备了等离子准直器的量子级激光器能够减少光束的发散

研究人员表示如果能够获得一个全校准的激光器，在保证长距离化学微传感功能的前提下，由于无需镜头通信激光器的成本将大大降低。后者可应用于国土安全和环境监测中。

金属表面对半导体激光器发出的光进行反射并不能完全瞄准光束，发散度可以达到25%。而一个相对较大的外部镜头还必须能够将激光反聚焦成平行光束。研究人员发现通过在激光器表面蚀刻一个子波长的周期性阵列槽，产生表面等离子或者电磁波，该电磁波对发散的光束有散射作用，进而产生构造性的影响，最终该发散光束平行于主光轴从激光器发出。

研究人员表示等离子准直器的作用类似于相控阵天线引导光束的方式，创造了一种在没有任何运动器件的情况下引导激光束的可能性。

研究人员下一步希望能够控制半导体激光器的空间发射模式，令激光束能够不借助平面镜，棱镜或者镜头实现大角度的电气转向。

最新的激光器原型已经能够利用平行线凹槽在激光的偏振方向上进行瞄准。研究人员计划在激光器上蚀刻同心圆槽以尝试在所有方向上瞄准激光束。

该激光研究项目的资金由哈佛大学的纳米系统中心，美国国家纳米科技基础设施网络和空军科研办公室赞助。