美國西北大學的研究人員研製出了一種小型中紅外激光二極管，其轉換效率超過50%。有關(guan) 報道稱這一成果是量子級聯激光器（QCL）研究的重大突破，使量子級聯激光器向多個(ge) 領域的實際應用，包括對危險化學品的遠程探測，邁出了重要一步。相關(guan) 研究成果刊發在最近的《 自然·光子學》雜誌網絡版上。

　　量子級聯激光器（量子級聯激光器的看點）是一種發光機製異於(yu) 傳(chuan) 統半導體(ti) 激光器的新型二極管激光器，根據量子力學原理 設計，其發光波長可覆蓋中紅外 區域。與(yu) 傳(chuan) 統的二極管激光器不同，量子級聯激光器是單極器件，僅(jin) 需電子即可運作，利用電子在一維量子化的導帶間的躍遷來實現發光。經過多年的研究和 工業(ye) 化開發，現代近紅外（波長在1微米左右）激光二極管的轉換效率已接近極值，而中紅外（波長大於(yu) 3微米）激光二極管卻很難達到效率極值。先前的報道認為(wei) ，即使冷卻到低溫狀態，高效量子級聯激光器的轉換效率也不會(hui) 高於(yu) 40%。
　　美國西北大學量子器件研究中心（CQD）的研究人員通過優(you) 化激光器設備的材料質量，在量子級聯激光器效率方麵取得了突破性進展。他們(men) 剔除了在低溫條件下激光器操作中非必要的設計元素，研製出的新型激光器在溫度冷卻到40開爾文時，4.85微米波長光的轉換效率達到了53%。

　　該研究小組的領導者、美國西北大學麥考密克工程與(yu) 應用科學學院電氣工程和計算機科學教授瑪尼傑·拉澤吉認為(wei) ，這種高效激光器的問世是一個(ge) 重大突破，這是科學家們(men) 首次使激光器發出的光能超過熱能。她強調，激光器的轉換效率突破50%這個(ge) 門檻，是一個(ge) 裏程碑式的成就。

　　報道稱，提高轉換效率依然是目前激光器研究的首要目標。而新型設備所展現的高效率，可大大擴展量子級聯激光器的功率標定範圍。最近的研究表明，伴隨著量子級聯激光器的廣泛發展，單體(ti) 脈衝(chong) 激光器的輸出功率已高達120瓦特，而在一年前，隻有34瓦特。