激光2.0：流动的量子点在一秒钟内产生一百万个脉冲

由于加热问题，目前的激光器无法利用量子点的能量，但一种新的液体激光系统解决了这一挑战。

激光技术将在推进量子设备、医疗保健工具和光学计算应用方面发挥重要作用。然而，大多数现代激光器的一个关键问题是它们发射的光是固定波长的。

这个限制可以用量子点来克服，量子点是纳米级的半导体，可以根据它们的大小发出不同颜色的光。它们可以集成到激光器中，但持续时间不长。

这是因为当强光开始在激光反射镜之间形成时，它会产生大量的热量，最终导致量子点的退化。使用高科技冷却系统可以提高性能，但这种激光器仍然在短时间内工作，而不是提供实际应用所需的不间断输出。

一项新的研究有望解决这一挑战。它提出了一种基于液体的激光系统，利用流动的量子点并发出蓝色，红色和绿色的光。这台激光器达到了每秒100万次脉冲的惊人输出。

创造一个独特的激光系统

该研究的作者开发了一种具有液态垂直腔面发射激光器（VCSEL）的激光系统设计。与固定在刚性薄膜中的量子点不同，VCSEL由具有连续流动量子点的液体溶液组成。

因此，当激光内部光线积聚，产生的热量破坏量子点时，它们几乎立即被来自微流体通道的新量子点所取代。

一旦这些点接收到来自外部光源的光，它们就会发出特定波长的激光，这是由它们的大小和组成决定的。这些光被反射镜反射成强大、强烈的激光脉冲。

为了进一步优化该系统的热管理，研究人员用金属镜子取代了传统的玻璃镜子。这种变化使他们能够将温度上升限制在仅高于周围环境25°C，即使激光在高功率下工作。

此外，该研究的作者可以通过修改量子点溶液的组成来实时调整激光特性，从而提供刚性固态激光器所缺乏的灵活性。

当他们测试基于液体的激光系统时，它以每秒一百万脉冲的速度产生激光脉冲。该研究的作者指出：“这项研究将为特定场合的液态胶体量子点（cQD）激光器的新时代奠定基础。”

还有一个问题

一种可以根据需要改变颜色并保持稳定的激光可能会在计算、医学成像和传感等多个领域取得突破。新的VCSEL设计揭示了一种利用量子点的力量同时管理热相关问题的好方法。

然而，有一个问题 —— 它仍然不能产生连续的光束，因为它以脉冲方式运行，而不是稳定的输出。

研究人员认为，目前的设计还有很大的改进空间，通过进一步的研究，他们最终可以用他们的激光系统实现真正的连续波操作。

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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