據（jù）物（wù）理學家組（zǔ）織網3月28日報道，美（měi）國加州大學聖巴巴拉分校的研究人員通（tōng）過將高、低（dī）頻率的（de）激光束瞄準半導體，引發電（diàn）子從核心脫離並加速，再回來碰撞核（hé）心，由此產生多種頻率光。相關研究結果刊登在最新一期（qī）《自然》雜誌上。

      當高頻率的激光束擊中半導體材料如砷化镓納米結構時，會（huì）創建一對被稱為激子的電子?空（kōng）(穴)複合體，即當電子從外界獲得能量時，會跳到較高的能級，但並不穩定，很快又會將獲得的能量釋放從而回到原來的能級；但如果電子獲得的能量夠高，就可擺脫原子（zǐ）核的束（shù）縛成為自（zì）由電子，電子空出來的位置則稱為空穴，自（zì）由電子可能會因為（wéi）摩擦或碰撞等因素損失能量，最後受到空穴的吸引而複合。

      論文合著者、該（gāi）校（xiào）物理係教授（shòu）及（jí）太赫茲科學與技術研究所主任馬克?舍溫說：“高頻激光產生（shēng）電子?空穴對，很強的低（dī）頻自由電子激光束將（jiāng）電子從穴（xué）口分（fèn）離並加速，這時由於電子加速有多餘能量，它會猛烈碰撞空穴，重組電子?空穴對，並放射出新（xīn）頻率光子。在（zài）相當常規的（de）路徑下混（hún）合（hé）激光束碰撞後會得到一或兩個新的頻率，而我們在實驗中看到所有這些不同的新頻率最多能達（dá）到11個，這（zhè）個現象著實令人興奮。”

      舍溫說，由於每個頻（pín）率的光對（duì）應不同的顏色（sè），他們之所以（yǐ）能獲（huò）得這樣的突破是（shì）依靠了一種特別的工具??自由電子激光器，其最大特點是可以探測出物質的基本性質，將其置於混合光束之前即可測量（liàng）出不同（tóng）光的顏色，由此發現多種頻率的光。

      論（lùn）文（wén）第一（yī）作（zuò）者、該校物理係博士（shì）生本?紮克斯解釋說：“這（zhè）就像有線電（diàn）視網絡，其電纜是一（yī）束光纖，而（ér）你沿著這條線發送約1.5微米波長的光束，但（dàn）在這束光裏有如（rú）同（tóng）細梳齒的縫隙一樣分離出的（de）許多頻（pín）率。信息會以一種頻率來移動。而采（cǎi）用這種技（jì）術就能是（shì）增加很多可以傳（chuán）輸信息的頻率，而且彼此相隔不會太遠。”

      該研究（jiū）團隊建立了一種產生電子?空（kōng）穴再碰（pèng）撞（zhuàng）的機器，其在現（xiàn）實中恐怕還沒有（yǒu）實際性的（de）應用。然而，從理論上講，一個晶體管（guǎn）可以用於自由電子激光產生強烈的太赫茲場，還可（kě）以調節臨（lín）近（jìn）的紅外線光束。數據表明，該儀器調製的近紅外激光是太赫茲頻率（lǜ）的兩倍，當（dāng）增加光調製的速度，將會更快傳輸接收自電纜的信息。

      研究人員介紹說，將電子（zǐ）?空穴（xué）再碰撞現（xiàn）象應用於現（xiàn）實世界中（zhōng）具有潛在顯（xiǎn）著提高光纜數據傳輸和通信速（sù）度的能力。最有可能的應用是多（duō）路複用技術即多渠道發送數據；另一個則可對光（guāng）進行高速調製。