瑞士研发新型低噪声激光器系统 可变革各种测量系统和先进传感器

盖世汽车讯 据外媒报道，瑞士洛桑联邦理工学院（Swiss Federal Institute of Technology Lausanne，EPFL）物理研究所和量子科学与工程中心（the Institute of Physics and the Center for Quantum Science and Engineering）的科学家们在激光科学领域取得了一项新进展，研发了一种比以前产品更小、更安静的激光系统。

小型激光系统（图片来源：瑞士洛桑联邦理工学院）

该团队在Nature Photonics期刊上公布了其研究成果，介绍称该款新型激光系统可以集成至电子设备等的微型电路中，使其更具成本效益和多功能性。

该款新型激光系统的潜在应用范围广泛，可以变革各种测量设备和系统，包括用于实现自动驾驶汽车、飞机和卫星不可或缺的先进传感器，如激光雷达（LIDAR，光探测与测距）。在此类传感器中使用更小、更安静的激光器可以创建分辨率更高的图像和模型，从而提供更准确的数据，从军事到医药等行业都可以利用此类数据来推进各自领域技术的发展。

让激光器更安静

传统激光器一直都面临着一个挑战，即噪声水平高，这可能会严重影响其性能。激光噪声可能导致测量精度降低和数据不可靠，而这对于要求极高精度的领域而言是一个关键缺陷。

最近市场上出现的一种低噪声激光器系统是掺饵光纤激光器（EDFL），其采用饵离子进一步放大激光，从而产生更稳定、更干净且噪声更低的的输出。传统上，EDFL采用含有饵离子的光纤。通过半导体激光器，光纤（及其对应的离子）被泵出，然后此类离子会激发激光中的光子，进一步将激光放大。

由于EDFL具有复杂的设置，因而将其集成至电路中十分棘手，因为离子可能会丢失，从而使放大效率降低。

为了让该系统更高效，研究人员将掺饵技术的优点与光子集成电路的实用性相结合，打造了更小、更安静的激光器系统。

打造一个新型激光器

为了开始电路集成过程，研究人员使用了氮化硅（一种因相对效率而闻名的材料），作为电路的基础。然后，该研究团队将饵离子嵌入到硅氮化物中，以创造激光器与之相互作用的介质。该电路还含有微加热器，集成式泵浦激光器以及一些其他组件，以实现对温度和波长的微调，从而让整个系统都能针对不同的光波长进行定制。

在对该款激光器进行测试时，研究人员发现其输出的谱线宽度仅为50赫兹，表明其噪声水平非常低。研究人员还指出，该设备可以在40纳米以上进行微调，具有高度灵活性。

推进自动驾驶和电信技术发展

该项研究表明激光系统有可能变得更小、更安静，可能对激光雷达等精密仪器产生巨大影响。激光雷达被用于各种领域，其中让人最令人兴奋的应用之一是自动驾驶行业。利用精密传感技术，激光雷达可以帮助实时绘制车辆周围环境的地图。此类新型、低噪声、定制化激光器可以大大提升激光雷达系统的准确性和可靠性，实现更安全的自动驾驶。此类激光器的多功能性也意味着其可以被轻易集成至车辆有限的空间内，从而降低该系统的整体成本和复杂性。

此类多功能激光器也可影响未来电信技术，特别是光通信网络。更高效、更稳定的激光器可以转化为更快、更可靠的互联网速度以及更稳定的数据传输。

此类多功能激光器也可影响未来电信技术，特别是光通信网络。更高效、更稳定的激光器可以转化为更快、更可靠的互联网速度以及更稳定的数据传输。