新技术量子激光将损失变为收益

量子世界总是有着违反常规认知的定律，并体现为各种奇妙的现象。科学家最近发明了一种量子激光，不仅可以在室温下工作，随着能量损失的增加，所需用于产生激光的能量却减少。

极化激元激光器概念图。（The Korea Advanced Institute of Science and Technology （KAIST））

韩国科学技术院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，缩写为KAIST）的物理学家发明的一套产生激光的系统，让激光通过一个六边形的微腔。这个微腔里面具有氮化硅内衬涂层。研究称这个涂层所用的材料与六边形微腔的设计相配合，起到控制激光能量损失的作用。

这种设计可以造出在室温下工作的极化激元激光器（polariton laser）。极化激元激光器是近年来先进的激光器，其产生激光的临界阀值低于传统的光子激光器，但是通常需要在低温环境下。这是这项技术的一个亮点所在。

研究人员发现这项设计还有另一个有悖于常规认知的特性。通常来说，在激光器工作的过程中能量会损失。可是在这个系统内，随着损失能量的增多，其所需的产生激光的能量也减小。利用这个特性可以造出高效率、低能耗阀值的激光器，用于未来的各种量子光学设备。

“这套系统应用了一种名为宇称时间反转对称性（parity-time reversal symmetry）的概念，”KAIST的物理学教授赵勇勋（Yong-Hoon Cho，音译）说，“这个平台可以把能量的损失用于收益，可用于降低传统光学器件和传感器以及量子器件的激光能量阈值，并控制光的方向。”

这份研究6月10日发表于《自然·光子学》（Nature Photonics）期刊。