澳大學生發現新型雙脈衝雷射發射增益材料

2020-07-20 澳門大學

澳門大學與香港理工大學的博士生發現了一種金屬滷化物鈣鈦礦多量子阱材料，用於開發超短雷射脈衝倍增器件。相關研究成果已於國際著名期刊《自然—通訊》（Nature Communications）中發表。

澳大學生發現新型雙脈衝雷射發射增益材料

超短雷射脈衝數目的倍增與調控在新型光譜學、光通信、光學成像和光信號處理等領域都有著廣泛的應用。迄今為止，這種雷射脈衝信號數目的倍增都只能用佔體積的外部光學組件來實現，而光學增益材料本身無法改變超短雷射脈衝數目，不利於器件的集成化和小型化。因此，人們迫切希望找到一種能夠通過單個雷射脈衝激發而能產生多個雷射脈衝發射的新型光學增益介質，這要求介質中存在高效而多步的能量弛豫過程，但能滿足這種高要求的增益介質之前還沒有被開發出來。

有鑑於此，澳大應用物理及材料工程研究院的博士生郭佳和博士後劉堂昊與香港理大合作，開發了一種準二維金屬滷化物鈣鈦礦多量子阱結構，通過單個飛秒雷射脈衝激發實現雙脈衝雷射發射；同時透過載流子動力學研究，揭示這種獨特的受激發射來自於材料中從低維量子阱向高維量子阱分兩步卻異常高效的載流子遷移。該研究提供了一種全新的操控超短雷射脈衝的方法。

有關研究在澳大應用物理及材料工程研究院助理教授邢貴川和香港理工大學助理教授李明傑指導下完成。澳大應用物理及材料工程研究院助理教授洪果和湯育欣也做出了重要貢獻。研究得到澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：091/2017/A2，014/2017/AMJ）、澳門大學（檔案編號：MYRG2018-00148-IAPME）和國家自然科學基金（檔案編號：91733302、61935017）資助。全文請瀏覽：https://www.nature.com/articles/s41467-020-17096-6

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