太赫茲激光器位于小型方形冷卻器上方。激光可以實現新型便攜式醫療診斷和爆炸物探測器。

緊湊的，基于芯片的激光器已經征服了從紫外光到紅外光的大部分電磁頻譜，從而使從數字通信和條形碼讀取器到激光筆和打印機的技術成為可能。但是光譜的一個關鍵區域仍然沒有被馴服：太赫茲頻帶，位于紅外光和微波之間。工程師渴望獲得太赫茲輻射源，太赫茲輻射可以穿透不透明的物體并探測內部的化學指紋。但是緊湊型太赫茲激光器只能在超低溫下工作，這將它們限制在實驗室環境中。

在《自然光子學》(Nature Photonics)的一期中，研究人員報告說，在工作于250 K或–23°C的芯片上創建了一個米粒大小的太赫茲激光器，該波長范圍是餅干大小的插入式冷卻器。“這是一項偉大的成就，”意大利國家研究委員會納米科學研究所的凝聚態物理學家Miriam Vitiello說。她補充說：“提高太赫茲激光器的溫度是我們的長期目標。” ，“現在有很多應用可以實現”從醫學成像到機場爆炸物檢測。

當電子落入半導體合金內的電子空位時，基于芯片的標準激光器會產生光子，其組成決定了顏色。例如，氮化鎵發出藍光，而砷化鎵發出紅色。但是，沒有半導體合金會發射太赫茲范圍內的光子。(“ Terahertz”是指光的頻率：每秒數萬億個周期。)1994年，AT&T貝爾實驗室的研究人員制造了一種新型激光器，其中半導體的結構，不僅僅是其化學性質，決定了波長。它稱為量子級聯激光器(QCL)，其中包含數百層厚度精確的半導體。注入到結構中的電子沿著數百個能量階躍級聯，在每一步都釋放出一個光子。

這些設備需要冷卻到50K，但是去年，由蘇黎世聯邦理工學院的物理學家JérômeFaist領導的研究人員推出了太赫茲QCL，它由工作在210 K的砷化鎵和砷化鋁鎵(AlGaAs)的數百個交替層組成。但是，它仍然需要笨重且昂貴的低溫冷卻器。在較高的溫度下，電子會越過層之間的勢壘，而不是一次跨接整個結構。麻省理工學院電氣工程師胡慶說：“阻擋電子泄漏是殺手。” 因此，胡和他的同事們在AlGaAs勢壘中添加了更多的鋁，以期更好地限制電子。胡的團隊還必須防止電子相互作用，從而導致電子通過AlGaAs勢壘泄漏。

現在，胡的團隊已經表明，通過更精確地調整其分層結構(某些層僅七個原子厚)，它可以使電子在足夠高的溫度下表現，而溫度足以達到標準緊湊型熱電冷卻器所能達到的溫度。胡說，更重要的是，相同的策略應該使團隊最終能夠制造室溫太赫茲激光器。

室溫太赫茲源可以與也在室溫下工作的太赫茲探測器配對，Vitiello和其他研究人員正在開發這種探測器。這種婚姻可能導致太赫茲成像儀等技術能夠在不進行活組織檢查的情況下將皮膚癌與正常組織區分開來，或者看著飛機乘客和貨物中隱藏的爆炸物，非法藥物甚至假藥。Faist說：“我們一直希望如此。”