太赫兹区域中包含波长宽光谱的聚焦光

从左到右分别是：Karl Unterrainer、Sebastian Schönhuber、Michael Krall 、Stefan Rotter

所属院校: 维也纳科技大学（Vienna University of Technology）

创造太赫兹辐射虽不容易，但却及其有用。例如：它可以用来制造探测某种物质的化学传感器。为了这一目标，太赫兹光波必须满足两个重要的要求：其一是太赫兹光束一定要能精准聚焦，这与普通激光截然相反。其二是它必须具备波长宽光谱。将这两项看似矛盾的需求在同一台设备中集中体现，在今天之前都可以说还没能真正实现。维也纳科技大学的科学家采用非同寻常的方法，成功的展示了具有精准聚焦光束和宽光谱的太赫兹激光：他们创造出活跃激光介质中随意定位孔内激光。

内置随机性激光

“在我们的实验室里有两种完全不同的激光，仅凭第一印象仿佛它们完全没有关系。”其中一位研究人员Sebastian Schönhuber表示，“一方面我们制造了量子级联激光器（QCL)， 另一方面我们也专注随机激光。”

对于QCL的研究在维也纳科技大学已进行多年。其激光器包括了结构精巧缜密的薄型半导体层。通过调节半导体层系统的属性，便可选择其发射光的不同波长。但是，这些QCL所发射激光通常都不会朝向同一方向，而且激光的光锥也非常散大。想要将这些激光聚焦，形成一道狭窄光束几乎是不可能完成的任务。

采用所谓的“随机激光器”，这一在激光技术中完全不同的新概念，科学家们同样面临类似挑战：“随机激光器”通常也包括了粉状和液态状物质，因此所发射光束会经过一次又一次的随机散射，”研究人员之一Stefan Rotter解释到，光波通过激光器传播，其路径复杂、无序、且无法预测。其结果便是所发射激光的波长不同，方向也不同。

带微孔的随机激光器

设计院校: 维也纳科技大学（Vienna University of Technology）

随机孔洞，如同瑞士奶酪

维也纳科技大学的物理学家与电气工程师通力合作，将两种不同类型的激光器结合在一起。针对QCL，在随机选取的位置上钻孔，将其转化成为随机激光器。最后的结果开始非常令人吃惊： 随机的孔洞所引导出的光束聚焦精准、笔直向上。

“开始，很难解释这一现象，”研究人员Martin Brandstette解释到，“真正的原因就是不同的波长最终叠加后形成一道光束。某些频率的发射方向可能不同，但是如果我们看看所有频率组合的总强度，几乎所有的光线都是朝钻孔的方向辐射的。”

这就意味着，一种新型的激光器现在首次问世了，它可以发射具有明确方向的宽带太赫兹辐射——这是随机激光应用到人类日常生活科技中的重要一步。维也纳科技大学的科学家下一步研究方向是继续深入：“我们想达到更大的光谱带宽。这应该可以开启光谱领域与太赫兹辐射中更多新型与潜在应用的大门。”研究人员Sebastian Schönhuber补充到。

随机激光器的辐射没有四处发散，而是笔直向上。

设计院校: 维也纳科技大学（Vienna University of Technology）