量子级联激光技术的未来

在这次采访中，Azom与蒂姆日博士谈话，日光解决方案高级副总裁兼总经理，关于产业趋势和量子级联激光技术的未来。

你是如何找到光子学领域的进入的？

1980年激光仍然比较年轻，但它已经进入教育环境，包括我在圣地亚哥的高中物理教室。我的老师哈里斯先生，总是对我非常欢迎，他允许我随时玩激光。

我记得通过RONCHI判断（一种衍射光栅）向红色梁（衍射光栅的形式），在可以制造的图案上令人惊讶，并且涉及它们根据光栅内的隐形结构而变化的方式。

在高中，我在圣地亚哥州立大学学习物理（专注于仪器） - 物理部门的光学计划出色，不可能错过。我绝对在他们身上用实验光学训练了课程，所以我刚刚为他们签了。

在我完成了物理学士学位后，我留在了圣地亚哥州立大学，而我的妻子也毕业了，在那一刻，我选择了物理硕士学位，专注于光学——我真的被迷住了。获得硕士学位后，我前往斯坦福大学(Stanford)与约瑟夫·古德曼(Joseph Goodman)教授一起学习电子工程学系，然后与罗伯特·拜尔(Robert Byer)教授完成博士学位和研究。

MS和PH.D都是负责将我引入光学计算，稳定激光器，然后控制相干光通信和重力波干涉仪的工作理论。这一切都很有趣，你必须记住，这是在80年代发生的事情，当全球的光子学家有如此巨大的发展时。

从斯坦福大学毕业后，我真的很想继续在这个领域工作，但我不确定要去哪里:像喷气推进实验室或利弗莫尔这样的政府实验室，像贝尔实验室或惠普实验室这样的工业实验室，还是世界各地不同的大学?

这是我遇到了Milton Chang博士。他说服我专注于光子学中的高科技初创企业，因为他们可以提供所有这些经历等等。张博士邀请罗布马斯兰，弗兰克吕克和我与他共同发现新的重点，我们将90年代分解在光子革命的中心。

您在光子学的职业生涯中看到的一些最有影响力的突破是什么？

频率稳定激光器的进步肯定是一个。对我来说，这开始作为完成博士学位的手段。但由于许多其他人的贡献，整个领域能够提供已被证明是宝贵的激光来源。

这些激光源导致改变为Bose-Einstein冷凝物，重力波干涉仪，超稳定时钟，高分辨率光谱和DWDM通信网络的进步。

能够见证这些领域的进步是一种特权。例如，最近使用光学干涉仪和稳定激光器的重力波发现，通过使用越来越稳定的激光器的光纤通信的带宽增加，以及使用稳定激光器创建和操纵Qubits的量子计算的开始 - 这些已经简单地见证人很棒。

此外，光子学进步导致防御和安全性，生物医学应用程序的进步，现在的东西互联网（物联网）是下一代光子突破的基础。

自从你开始在这一领域工作以来，激光促进的各种应用有什么变化?

在光子学的早期，事实上在我的职业生涯中，激光本身就是应用或实验。为了让激光具有特定的特性，工程师或科学家付出了巨大的努力，然后他们发表了一篇具有这些特性的超酷的激光应用，然后就完成了。

如今，将应用程序本身视为该工作量的目标是更常见的，应用应用程序作为现成的工具。现在有很大的项目和努力，人们开发了新型的激光器，具有显着的属性，如QCL。

现在还有巨大的研究和应用领域，使用已经存在的激光器。当激光器越来越缺乏普遍存在的早期，这肯定不是这种情况。

QCL的发现对光电子行业有何影响?

QCL以主要方式对光子行业影响。70年代和80秒内进行的工作表明，由于其大规模制造潜力和可负担性，半导体激光器将打开大应用。

不幸的是，这些激光器仅限于可见和接近IR之间的波长。QCL高级半导体激光器可以容纳到FAR-IR的中期，即使是THZ制度也是如此！这些波长对来自药物，生物医学和个性化和个性化的医学监测，通过安全和防御以及物联网来说至关重要。

在QCL的出现之前，这些波长范围内的源极需要笨重或昂贵的单频激光器可行。使用变频技术也很常见。

然而，QCL提供巨大的波长灵活性，通过半导体介质为中频和IR带来高亮度，窄线宽和高功率，该半导体介质可以以低成本的高卷制造。

与电信中使用的光子仪一样，它使用近红外半导体激光器作为源，QCL的半导体性质有可能为其在令人兴奋的新市场中使用很大的机会。

有什么动力的是，您可以在围绕QCL技术中形成一家公司的公司？

2004年，新重点即将结束14年的快速扩张，凭借大量的并购，IPO，离岸制造，以及可见的可见和近IR兼容的光子和附近的IR兼容的光子专业的迅速发展。半导体市场。

这些波长的市场已经非常成熟，现在已有几十家公司。当时的焦点是大宗商品定价和成本。与此同时，我想回到圣地亚哥，带着新焦点开始的新技术和创业方法。当时，New Focus也通过与一家大型上市公司的合并出售，这促使我开始做一些新的事情。

Daylight的联合创始人（Paul Larson，Sam Crivello和Symers）检查了一系列的光子商业计划，我们觉得我们可能对包括自由空间通信和工业激光器的积极影响。

虽然在新的焦点时，我经常询问公司是否可以提供频率稳定的激光器和系统，这可能与波长一起使用超过2 um的波长。

这些重复的请求意味着机会的存在，所以我们探索了该特定波长范围的应用，并发现了呼吸诊断和一般生物医学应用，以及国防和安全方面的重大未满足需求。

这些机会中的每一个都使用昂贵的笨重的激光系统，具有非线性光学器件，以展示这些波长范围内的有趣应用。在同时，我们发现了由普林斯顿，哈佛大学，尼古塔特大学和其他组织使用QCL开发的半导体激光进展，该组织由Federico Capasso教授和他的团队发明。

在长期以来，我们已经组合了两者，意识到我们可以应用成熟半导体激光器的电信模型，将它们集成到针对这些新市场的解决方案中。

所有这一切的最终结果是，我们推出了日光解决方案，将QCL源与可调谐激光IP相结合。我们开发这一技术的目的是为研究、国防、安全和生物医学市场提供解决方案，使用在3-12微米范围内运行的激光器。

QCL启用的一些主要应用程序是什么？

QCL促进了一系列重要的防御和安全应用，例如自由空间通信，飞机保护，中波和远红外的主动成像，以及爆炸物检测。

QCL使材料的快速成像，例如先进的复合材料，制造中的塑料，并且能够远程感知欧洲杯足球竞彩任何数量的有趣分子。

由于其亮度，功率和可调性，QCL还允许在液体中进行有效的分子检测。当使用中频和IR中的数字成像时使用时，这使得组织成像和药物开发应用。

您认为光子学行业将在未来十年内发生变化吗？

我相信下一十年的光子学将是对电子产品的最后十年非常类似的。这两个领域都在跟随相似的轨迹，从发明到了导致进一步研究的好奇心（例如，40s中的电子器件晶体管，60S中的光子中的激光器），通过应用开发，大规模制造和最终部署跨越各行各业。

光子学趋于存在，电子器件前20年。我会预计光纤通信外部的群众部署。我认为我们将在免费空间通信，医疗市场，防御和事物互联网中看到大幅推出和采用。

我们的手机，房屋和企业将看到小型，强大的无线连接的光子学传感器和个性化光子学设备直接集成到它们中。我也认为，我们将在使用光子元件和子系统的量子传感和量子计算等高度先进的区域看到重大突破。

你对即将在激光和光子领域开始职业生涯的研究生有什么建议?

我的建议是保持好奇心，尽可能多地与该领域的专家和同事建立联系，永远不要放弃你所追求的一切。这些都是拥有成功和令人兴奋的职业生涯的关键。

光子学现在和将来都是相当多样化的。努力学习，保持好奇心，但不要太担心你是否选择了最好的项目(在光子学)-有这么多的选择，你的重点将不可避免地转移一旦你毕业。更重要的是做好你所从事的任何项目，培养团队合作技能、沟通技巧和人际交往能力。

最后，一旦你完成学业，考虑创业环境！这些环境提供了巨大的创意范围，与他人互动，继续学习，并具有良好的时光，同时从根本上进行了良好的工作，创造就业和照顾将从您的突破中获益的同事和家庭。

关于蒂莫西博士

Timothy Day博士是DRS Daylight Solutions的高级副总裁兼总经理。Daylight Solutions是一家先进的分子检测和成像产品制造商，服务于工业过程控制、医疗诊断以及使用中红外激光和传感器系统的国防和安全市场。戴博士在光电子行业拥有超过25年的技术和业务管理经验。他曾领导工程、研究、产品开发、制造和营销运营。

他于1990年开始他的职业生涯，担任New Focus的联合创始人，直到公司于2004年出售给Bookham Technologies PLC。2004年，他共同创立了Daylight Solutions公司，在那里他开发了大量的专利和产品组合，并将大量产品转移到国内和海外的生产中。

Day博士积极参加以下公司的董事会：科罗拉多州北部退伍军人资源中心，冷量子和iRsweep。Day博士在圣地亚哥州立大学和博士举办了BS和一个硕士学位。在斯坦福大学的电气工程中。