基于掺杂分子晶体实现可见光与微波波段同时相干辐射

利用非平衡量子系统(即增益介质)受激发射的相干光源已被证明对推进基础研究与工程不可或缺。此类相干光源的工作电磁波段因日益增长的需求而不断丰富。然而，对于单一台式相干光源，利用单一增益介质同时产生多波段辐射(尤其是波段间隔很大时)面临巨大挑战。在此，我们提出一种在常温条件下，利用掺杂于对三联苯中的并五苯分子的光激发单重态与三重态，同时实现可见光与微波波段受激发射(即激光与脉泽作用)的机制。通过观测到用于 1.45 GHz 脉泽的并五苯掺杂对三联苯晶体在 645 nm 处具有约 1 nm 窄线宽的放大自发辐射(ASE)，并与报道的脉泽阈值相比 ASE 阈值低 20 倍这一事实相印证，验证了该可能性。并五苯基多波段相干光源的总体阈值可通过将泵浦光偏振与并五苯跃迁偶极矩适当对齐来优化。我们的工作不仅在多波段相干光源的即刻实现上展现出巨大前景，也为多频域量子光学基础研究建立了引人入胜的固态平台。