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美国宇航局NASA计划使用基于太赫兹的量子级联激光器 (QCL) 的光学系统在月球上探测水。相关研究团队中的工程师 Berhanu Bulcha 正在开发一种能够分辨水、氢离子和含羟基化合物的外差光谱仪。大多数现有技术无法实现改功能。
太赫兹 QCL
对于探索月球和太阳系内更遥远的星球来说，定位水等资源是至关重要的。其中，水作为生存资源和潜在的燃料来源，又是最重要的目标之一。Bulcha 认为，基于稳定的高功率太赫兹激光器的外差光谱仪将能够明确识别和定位月球上的水源。
Bulcha的研究团队与加利福尼亚公司 Longwave Photonics 合作，并搭建了太赫兹量子级联激光器的原型。Longwave Photonics在过去十年中赢得了美国宇航局的一系列小企业创新研究 (SBIR) 计划资助。
研究团队现在已经将太赫兹量子级联激光器集成在带有薄光学天线的波导上，以缩小光束发射的角度。美国宇航局表示，集成的激光和波导单元将由于光束发散导致的耗散减少了一半，并能够将激光器体积缩小，使其能够封装体积在硬币大小。
新型的太赫兹激光器为频谱研究打开了一个新的窗口。目前人类已经在月球上发现了水合作用的痕迹，这表明存在水，但也可能是羟基的信号。人类还需要进一步明确水的存在，它的来源，水的形成因素，以及水的含量，从而进一步探索生物生存的可能性，以及探索燃料制造的可能性。
下一步，研究团队计划制造适合于飞行的激光器，量子级联激光器由于具有小尺寸和低功耗的优点，这意味着光谱仪系统可以被安装在小盒子中，甚至也可以在封装在手持设备中使用，以供未来的探索者更方便地在月球或太阳系其他星球中使用。
Longwave 由麻省理工学院的研究人员 Hu 和 Alan Lee 于 2010 年创立，现在正在销售发射频率为 1.6-4.3 THz 的超宽带 QCL，主要应用于宽带光谱和高光谱成像。
