太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器（THz-QCL）是太赫茲頻段最具競(jìng)爭(zhēng)力的相干光源之一，在天文觀測(cè)、空間通訊和精密光譜測(cè)量等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，THz-QCL是電子和光子能帶工程以及分子束外延技術(shù)的完美結(jié)合，是研究電子微觀輸運(yùn)、納米光子學(xué)，以及太赫茲波與物質(zhì)相互作用的理想載體。

近日，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所首次自主研制的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器成功實(shí)現(xiàn)激射。中科院紅外成像材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員采用先進(jìn)的分子束外延技術(shù)和半導(dǎo)體微納加工平臺(tái)自主完成了太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料生長(zhǎng)和器件制備。激光器經(jīng)法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心基礎(chǔ)電子學(xué)研究所測(cè)試，激光頻率為2.5THz，最高工作溫度為73K，輸出功率為5mW；器件性能與英國(guó)劍橋大學(xué)研制的同樣采用“束縛態(tài)至連續(xù)態(tài)躍遷”有源區(qū)設(shè)計(jì)方案的激光器水平相當(dāng)。上海技物所中科院“百人計(jì)劃”徐剛毅研究員在2014年10月舉行的第十二屆中紅外光電子材料與器件國(guó)際會(huì)議上做了題為Photonic Engineering in Terahertz Quantum Cascade Lasers 的特邀報(bào)告，并在會(huì)上介紹了這一成果。

太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器的研制難度大，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料生長(zhǎng)和器件工藝均有很高的要求。上海技物所首次研制的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器即獲得成功激射，并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料的分子束外延，以及器件的微納加工與封裝均由該所自主完成。這標(biāo)志著上海技物所依靠自主能力在太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器領(lǐng)域進(jìn)入世界前列。該項(xiàng)成果已經(jīng)引起了國(guó)際同行的高度關(guān)注和興趣，已有多個(gè)研究單位表達(dá)了與上海技物所在太赫茲激光領(lǐng)域開(kāi)展合作的意向。