什么是黑色激光？

脉冲激光器 - 黑暗激光器

激光设备可以产生连续的光束或短的强烈的脉冲光（脉冲或锁模激光）。锁模激光器产生非常短的亮脉冲，持续从几飞秒（1ps = 10 -15 s）到几皮秒（1fs = 10 -12 s）。

最近在美国国家标准与技术研究所（NIST），美国国家科学院和科罗拉多大学联合研究所JILA开发了一种新型脉冲激光。这种称为“暗激光”或“暗脉冲激光”的新器件在稳定的透射光束中产生一列超快暗脉冲或周期性强度降低。量子点的使用 - 激发时发光的原子簇 - 使得这种新的发展成为可能对光纤数据传输和电信的未来最有希望的新发展。

黑色激光的操作

暗激光的脉冲可以与暗孤子相关。Solitons是通过特殊光学材料后不分散的光脉冲，因此不会随着距离而松动能量。黑色孤子难以产生，而在这种情况下，仅通过在激光外部的成形系统产生少量数字。

通过量子点二极管激光器的罕见操作方式，可以从激光器内产生暗脉冲。这个制度由Haus方程描述。该方程的正解对应于亮脉冲，而负脉冲与暗脉冲相关。

该操作基于通过p型半导体（剩余的带正电荷的空穴）和n型半导体（剩余的带负电荷的电子）的结的电流的通过。随着移动的电子与现有的孔（激子效应）重合，释放的能量在量子点内呈现光的形式。激光器的腔体用于放大由量子点产生的光。点的复杂动力学导致光强度的重复（周期性）下降约70％。这实际上是灰色脉冲而不是黑色脉冲，这将是强度下降100％（黑色激光）的结果。

在由NIST开发的激光器的情况下，使用铟直径为10nm的砷化铟镓量子点。将点放在作为增益介质的5mm长的砷化镓脊波导的芯中。在点被电流刺激后，由于它们的尺寸相同，它们发射出相同频率的光。

深色脉冲激光器 - 明亮脉冲激光器的“相对”

用于电信和光纤数据传输的暗激光器

黑色激光器是光纤通信的良好候选者。信息可以用暗脉冲编码，与用明亮脉冲相同的方式进行编码，并且可以长距离行进，而不会使质量变形或劣化。明亮的脉冲沿着现有的光纤网络传播，这些光纤网络旨在减少远距离的能量损耗。类似地，应该开发一种新的修改光纤网络，特别是对于暗脉冲。

暗激光也可以用于在红外频率短时标测量，因为它的超快脉冲是在飞秒（10的顺序-15秒）和皮秒（10 -12秒）。其他应用包括光学原子钟和光频梳。缺乏分散性和脉冲线性度是使上述应用成为可能的两个特性。这两种特性给黑暗激光器带来了特别的优势; 然而，其未来的作用尚待确定。

未来

虽然黑暗激光技术的发展似乎在网络和电信领域非常有希望，但评估任何可能的影响为时尚早。这是由于在明亮的脉冲激光器领域取得了同样令人印象深刻的进展，这可能最终超出了这项新技术的优势。

来源

• “ Dark Pulse Quantum Dot Diode Laser” M.Feng，KLSilverman，RPMirin＆STCundiff，OPTICS EXPRESS 2010

• “ Dark pulse formation in a quantum-dot laser”，J.Zimmermann，STCundiff，G.von Plessen，J.Feldmann，M.Arzberger，G.Bohm，MCAmann，and G. Abstreiter，Appl.Phys.Lett.2001

• PhysicsWorld.com - “暗脉冲激光”可以改善电信业务