激光驱动无线电信号的发射

美国物理学家制造的一种新型微波无线电发射机可能会产生实用的以太赫兹频率工作的设备，这种设备可以提高无线数据系统的容量。该发射器将量子级联激光器发出的光转换成微波信号，研究人员说，在大约五年的时间内，它就可以被修改为在太赫兹范围内工作。

太赫兹辐射占据了微波和红外辐射之间的缺口，其频率比当今无线数据系统中使用的频率高100倍。虽然太赫兹信号的有效范围比微波要短，但其较高的频率意味着它可以携带更多的信息，这使得它成为短程数据交换的一个很好的候选者。然而，问题是缺乏简单而低成本的产生太赫兹辐射的方法。

调谐后，干涉激光很快就可以用来产生太赫兹信号。

例如，太赫兹激光器通常需要冷却到80K左右，因此体积庞大。把晶体管的工作频率推得尽可能高是另一种选择。然而，目前性能最好的设备大约达到0.5太赫赫兹，这一限制能提高多少还有待观察。

激光干涉

一种更实用的方法是将光波转换成太赫兹信号，从而将光学和电子结合起来。这个想法是干扰多个频率稍有不同的激光束，产生以拍频振荡的电流，然后馈送天线。拍频等于激光束的频率差。

迄今为止开发的系统倾向于使用两个相对较大的激光器，并将它们的光结合到第三个被称为光混频器的装置中。但是在最新的研究中，哈佛大学的费德里科·卡帕索和他的同事们展示了如何用一个更加紧凑的装置来实现同样的技术，该装置以一个只有几毫米长的光学腔的单量子级联激光器为中心。

与标准半导体激光器不同，当电子和空穴在具有给定带隙的材料中结合时，它会产生光子，而量子级联激光器则由几十层薄半导体构成的夹层组成，半导体的结构决定了输出频率。每一个穿过器件的电子“级联”通过一系列量子阱，同时发射出多个红外光子。该装置可以被设计成激光发射在广泛的红外频率范围内，频率之间的间隔具有一个恒定的、非常明确的值——在这种情况下，在电磁频谱的微波部分。