激光频率梳可能是Wi-Fi的未来
Wi-Fi和移动电话数据流量呈指数增长，但除非能够增加无线连接的容量，否则所有流量必然会导致无法承受的瓶颈。 t#Th9G]1
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即将到来的5G网络是一个临时解决方案，但不是一个长期解决方案。为此，研究人员专注于太赫兹频率，即电磁波谱的亚毫米波长。以太赫兹频率传播的数据可能比现在的无线传输速度快数百倍。 zxkM'8JC
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2017年，哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员发现，量子级联激光器中的红外频率梳可以提供产生太赫兹频率的新方法。现在，这些研究人员已经发现了一种新的量子级联激光频率梳现象，这种现象可以使这些器件可以作为有效编码信息的集成发射器或接收器。 ]fZ<`w8u}
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该研究发表在Optica（“Time-dependent population inversion gratings in laser frequency combs”）中。 KF_ ?'X0=
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在量子级联激光器的红外频率梳中，不同频率的光一起拍打产生微波辐射。 （图片来源：Jared Sisler /哈佛大学） KF+mZB
“这项工作是对于激光操作方式的一次彻底的思考模式转换。”应用物理学的Robert L. Wallace教授，Vinton Hayes电气工程高级研究员，论文的资深作者Federico Capasso说。 “这种新现象将激光器（一种以光学频率工作的设备）转变为微波频率的高级调制器，这对于有效利用通信系统中的带宽具有重要的技术意义。” :}Ok$^5s
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频率梳是广泛使用的高精度工具，用于测量和检测光的不同频率（也就是光的颜色）。与传统的激光器发射单一频率不同，这些激光器同时发射多个频率，均匀地排列成类似于梳齿。今天，从测量特定分子的指纹到检测遥远的系外行星，光频梳被用于各种领域。 r$ =qQ7^#
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然而，这项研究对激光器的光输出并不感兴趣。 6gnbkpYi
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“我们感兴趣的是激光内部发生的事情，包括激光器的电子骨架，”SEAS博士后研究员，这篇论文的第一作者Marco Piccardo说。“我们首次展示了一种在光学波长上的激光器能作为微波器件。” Vo\H<_=G
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在激光器内部，不同频率的光一起拍频产生微波辐射。研究人员发现，激光腔内的光会导致电子以微波频率振荡 - 这是在通信频谱范围内。这些振荡可以通过外部调制，将信息编码到载波信号上。 \6o\+OQk
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Piccardo说：“这种功能以前从未在激光器中得到证实。 我们已经证明，激光器可以充当所谓的正交调制器，允许通过单一频率信道同时发送两条不同的信息，并成功地在通信链路的另一端检索到。” b HE7yv [
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“目前，由于带宽有限，太赫兹信号源具有严重的局限性，”Capasso说。“这一发现为频率梳开辟了一个全新的局面，并可能在不久的将来导致将太赫兹源用于无线通信。” dy2rkV.z
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原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=50087.php（实验帮译）
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