30多年以來，科學(xué)家們不斷的致力于有效的利用太赫茲輻射的研究。太赫茲在電磁波譜中位于微波和紅外線之間，它可以輕易的穿透衣物、塑料和人體組織，但是由于能量低所以比X射線安全。由于不同的分子對(duì)太赫茲波有不同程度的吸收，因此可以通過這個(gè)原理來辨別不同的化學(xué)原料，比如像在機(jī)場的安檢就可以利用太赫茲輻射來鑒別在封閉箱子里的小瓶子里面是否攜帶有像阿司匹林、脫氧麻黃堿或者爆炸物這些違禁物品。

　　但是在現(xiàn)實(shí)中很難找到一種有效的方法來產(chǎn)生太赫茲射線，傳統(tǒng)的氣體激光器可以工作在這一頻段，但他們體積龐大、成本昂貴，而且效率低下。像我們平時(shí)使用的DVD中的半導(dǎo)體激光器，雖然體積小，價(jià)格便宜但是它卻很難突破光波頻段的限制，這之間的過渡正如考慮從用于最初的CD播放器的紅外線激光器到用于藍(lán)光碟片播放的藍(lán)光激光器的轉(zhuǎn)變一樣的漫長。

　　1994年，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了一種叫做量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）的小型高效的半導(dǎo)體激光器，2002年的時(shí)候就報(bào)道稱這種QCL可以工作在太赫茲頻段。但是要準(zhǔn)確的分析物質(zhì)的化理性質(zhì)就要求有一個(gè)連續(xù)可調(diào)的頻率范圍來保證分析被研究物質(zhì)對(duì)不同頻率的吸收程度的差異。一位來自于MIT的電子研究實(shí)驗(yàn)室的叫做QingHu的電氣工程的教授和他的同事們最近在《自然&光子學(xué)》雜志上發(fā)表的一片文章中第一次給出了確實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)太赫茲波段的量子級(jí)聯(lián)激光器的可調(diào)帶寬的方法，另外這種方法從根本上來說它是激光調(diào)諧技術(shù)的一種新型理論，因此它也適合于其他有關(guān)激光調(diào)諧的新興學(xué)科。

　　“從19世紀(jì)70年代太赫茲剛開始發(fā)展的時(shí)候，人們就期望能找到高功率、可調(diào)諧和小型化的太赫茲源，但是迄今為止這還是第一個(gè)具有實(shí)際意義的這種輻射源。”,Caltech（加利福尼亞理工學(xué)院）的NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室亞毫米波先進(jìn)技術(shù)研究小組負(fù)責(zé)人PeterSiegel這樣評(píng)價(jià)到，“Hu對(duì)這項(xiàng)工作所傾注的精力和他所倡導(dǎo)的開創(chuàng)性的理念以及克服艱難萬阻的毅力值得他贏得所有人的稱贊和尊重。最后他真正的實(shí)現(xiàn)了不可思議的突破。”

　　對(duì)一般的半導(dǎo)體激光器進(jìn)行調(diào)諧通常只需要改變諧振腔長度，要是不需要寬的調(diào)諧范圍那么有時(shí)候也可以通過加熱或者冷卻的方法來實(shí)現(xiàn)。Hu比較了調(diào)節(jié)吉他音質(zhì)的兩種方法，一種是直接用手指按琴弦來改變長度，通過這種方法可以調(diào)節(jié)吉他的音高；另外一種方法就是把可調(diào)螺釘擰緊來改變它的緊繃度。但是采用這兩種方法對(duì)太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器都沒有什么好的改善效果。第三種方法就是改變琴弦的直徑，因?yàn)樵诩系鸵粝乙雀咭粝液裥Ｄ敲碒u的方法通俗的來說就是改變光束的直徑。

　　在空間中傳播的光可以看做是波，在它遭遇到物理對(duì)象之前起伏不定的波動(dòng)著，但是當(dāng)相同的光束被限制在，比如說光纖或者小巧的QCL中，它所呈現(xiàn)出的電磁場模式被稱作“橫向模式”.橫模就像是一列波與先前的波相垂直的情況一樣，除非由于它遠(yuǎn)離光束而使得波動(dòng)頻率降低而最終消失，事實(shí)上，它的波動(dòng)消失的如此之快以至于可以簡單的認(rèn)為僅僅是中心在光束上的并垂直于光束的一列波的波動(dòng)。

　　新的調(diào)諧技術(shù)需要一種叫做有線激光器的特殊類型的量子級(jí)聯(lián)激光器。這里橫模的波長也也就是前面說的僅有的那一個(gè)大的波動(dòng)的寬度將大于激光自身的橫向?qū)挾取Ｓ昧硗庖环N物質(zhì)來無限接近激光使得橫模發(fā)生畸變就可以依次改變激發(fā)光的波長。在Hu和他的同事們的實(shí)驗(yàn)研究中他們發(fā)現(xiàn)，金屬塊會(huì)縮短激光的波長，而硅可以延長激光的波長。同時(shí)發(fā)現(xiàn)改變物體與光束的接近程度可以改變漂移范圍。

　　太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器的最大的缺點(diǎn)就是必須用液氮冷卻到很低的溫度，但是QCL發(fā)明人之一，來自于蘇黎世瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Jerome Faist說道：“雖然要實(shí)現(xiàn)室溫下的這種太赫茲級(jí)聯(lián)激光器還有很多的工作要做但是并不是說沒有可能。”Siegel進(jìn)一步補(bǔ)充說道：“鑒于Hu的這種調(diào)諧技術(shù)，我不認(rèn)為溫度會(huì)是它發(fā)展和應(yīng)用的問題。”

　　Hu同時(shí)指出，他的這項(xiàng)技術(shù)還可以應(yīng)用于超小規(guī)模傳感技術(shù)的微激光器方面。通常可見光激光器的尺寸不能小于它所產(chǎn)生的激光的波長。但是研究人員圍繞這一基本的限制，通過一種叫做等離子振子的虛擬粒子找到了解決方法，這就像是一列波穿過一個(gè)電子云區(qū)。一些新型的等離子體振子激光器也可以通過控制橫模來達(dá)到調(diào)諧的目的。

　　在Hu他們的試驗(yàn)中，他們采用的是一個(gè)機(jī)械桿來控制金屬或者硅從單一方向分別的接近量子級(jí)聯(lián)激光器，但是他們還設(shè)計(jì)了并且正在建造一種基于電控的微機(jī)電器件來控制金屬和硅從不同的方向接近激光器，以此來實(shí)現(xiàn)激光器從短波長到長波長的精確的連續(xù)的可調(diào)諧。