第一个超对称激光阵列

摘要：研究人员克服了激光科学中一个长期存在的问题，这一发现可能用于外科手术，钻孔和3D激光测绘。

中佛罗里达大学的一个研究小组已经克服了激光科学中一个长期存在的问题，该研究结果可以应用于外科手术，钻孔和3D激光测绘。利用超对称原理，他们开发出了第一个超对称激光阵列。他们的研究结果最近发表在“Science”上。

超对称性是物理学中的一种猜想，这种猜想认为物质的每个粒子，例如一个电子，都有一个或多个超级同伴，这也就是说，除了它们的动量上的精确差异之外，其他都是相同的。

中弗罗里达大学的一组研究人员开发出了第一个超对称激光阵列。（图片来源：中弗罗里达大学，Karen Norum）

“这是超对称激光阵列的首次展示，它有望满足高质量光束发射的高功率集成激光阵列的需求。”该研究的共同作者，中佛罗里达大学光学与光子学院光学和光子学副教授Mercedeh Khajavikhan说。

Khajavikhan领导的研究团队开发了激光阵列，该阵列由多排激光器组成，能够产生的激光输出功率大和光束质量高。这是第一个持续产生高辐射的阵列，因为之前的设计导致光束质量下降。

Khajavikhan说，光学和光子学Pegasus教授，中佛罗里达大学Cobb Family Endowed主席和研究合着者Demetrios Christodoulides先生早期的工作，提出了超对称性在光学中的应用，以及她的团队在其研究中进一步探索了超对称性。

“然而，直到最近，我的团队才设法将这些想法用于实际的激光装置中，这样，这些概念可以有效地用于解决光子学中的实际问题”。她团队的激光阵列中的技巧是使用考虑到超对称性的计算将激光彼此隔开。

她说，在许多需要高功率集成激光器的领域，这种发展非常重要。“我们预计超对称激光阵列在医学、军事、工业和通信等需要具有高光束质量的高功率集成激光器阵列的领域得到广泛应用”Khajavikhan说。

一个令人兴奋的应用可能是激光雷达的使用，这种雷达利用激光来测量和绘制3D地形，并且被应用于自动驾驶汽车、考古学、林业、大气物理等领域。

“激光雷达需要高功率和高光束质量的激光，”hajavikhan说。“目前，由于缺乏这种集成型的激光器，他们使用其他类型的激光器。超对称激光器提供了集成的高功率激光解决方案，同时也显示出了高光束质量。”

该研究的共同作者包括这项研究的第一作者和光学与光子学院的博士后助理Mohammad P. Hokmabadi、大学研究生助理Nicholas S. Nye和密歇根理工大学副教授和中弗罗里达大学的校友Ramy El-Ganainy。

Khajavikhan在明尼苏达大学获得电气工程博士学位，在伊朗阿米尔卡比尔理工大学获得电子学硕士和学士学位。她于2012年加入中弗罗里达大学。

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190228113524.htm