伦敦帝国理工学院材料系的研究人员开发出了一种新型便携式微波激射器，其大小只有鞋盒大小。伦敦帝国理工学院于2012年率先发现了室温固态微波激射器，强调了它们放大极微弱电信号并展示高频稳定性的能力。这是一个重大发现，因为微波信号比其他波长的光更容易穿过地球大气层。此外，微波具有穿透人体的能力，这是激光无法实现的。

微波激射器在电信系统中有着广泛的应用——从移动电话网络到卫星导航系统。它们在推进量子计算和改进医学成像技术(如MRI机器)方面也发挥着关键作用。它们通常是大型、笨重的固定设备，仅在研究实验室中可见。

一项新的研究找到了一种使微波激射器变得更加紧凑和便携的方法。这种新设备的重量只有几公斤，只有鞋盒大小，可以以可承受的成本增强微波信号。它依赖于并五苯增益材料，这是一个由五个苯环组成的链，可以在室温下“溶解”。

发表在《应用物理快报》上的论文作者WernNg博士表示：“微波激射器总是需要非常低的温度，而且它们通常需要真空，这使得它们非常重。

“我们已经成功地将微波激射器缩小到仅5公斤，不需要冷却，不需要真空，而且它是全固态的。

“这款便携式微波激射器与之前的设计的不同之处在于，鞋盒式微波激射器是第一个便携式室温微波激射器，其运行接近量子极限，但又小又轻，足以便于携带。

“便携性是鼓励更多人使用该设备的关键。当有人可以握住设备并轻松按下开关时，一切都会变得不同。”

开发设计

该团队面临的最大挑战之一是泵源的小型化。虽然室温增益材料消除了冷却的需要，但现有的微波激射器仍然必须使用大型高能泵。

该论文的另一位作者DaanArroo博士解释说：“在制造鞋盒大小的微波激射器时，你必须考虑什么是绝对必要的!

“为了放大微波，必须使用可见光脉冲“泵浦”并五苯分子，使它们处于激发态。这些脉冲的能量取决于并五苯分子所在的有机晶体的材料特性。

“我们最大的挑战是将所需的脉冲能量降低到足够低的水平，以便紧凑型脉冲激光器可以泵浦微波激射器。”

未来的微波激射器

虽然鞋盒微波激射器比上一代并五苯微波激射器小得多，但研究人员的目标是进一步小型化设计。

Arroo博士建议：“如果我们能够减少泵浦分子所需的能量，就有可能用更小的LED光源取代激光器。

“我们还在考虑如何将也可以在室温下运行的金刚石脉泽小型化为便携式形式。”

与并五苯微波激射器的脉冲操作不同，金刚石微波激射器可以连续运行，如果我们能够开发这种类型的微波激射器，这可能会带来更多的应用。

吴博士补充道：“我们已经证明，我们可以成功地小型化并五苯微波激射器。并五苯微波激射器非常有用;但是，与金刚石微波激射器不同，它不能提供连续光束。

“我们的下一个任务是使用不同的增益介质(例如金刚石)小型化室温微波激射器。”

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