研究人員利用納米粒子實現(xiàn)微型激光器

　　芬蘭阿爾托大學的研究人員，首次開發(fā)出了等離子體納米激光器，其可工作在可見光的頻率并可使用所謂的暗格模式。

　　這種激光器的激光工作波長比人類頭發(fā)的厚度還要小1000倍。在這樣的小尺寸上的光捕獲的壽命是如此之短，光在這個時間內(nèi)僅有幾十或幾百次的上下回旋。這一研究打開了具有相干光源的芯片研究的新的前景，如小型化和超快激光器的應用。

　　在這項工作中的激光操作是基于銀納米粒子，粒子被放置在一個周期陣列中。與傳統(tǒng)的激光信號的反饋是通過普通的鏡子的激光器相比，這種納米激光器利用銀納米粒子之間的輻射耦合。這100個納米尺寸的粒子作為微小的天線。生產(chǎn)高強度激光，粒子間的距離與波長匹配，所有的粒子陣列的輻射一致。有機熒光分子被用來提供所需的激光的輸入能量(增益)。

　　暗模式中的激光

　　實現(xiàn)這種激光器的一個主要挑戰(zhàn)是，對于增益來說，在這樣小的尺寸下，光可能不能存在足夠長的時間。研究人員發(fā)現(xiàn)了一個解決這個潛在問題的方法：他們在暗模式下產(chǎn)生激光。

　　“暗模式可以考慮常規(guī)天線進行直觀地理解：單天線，當施加驅(qū)動電流時，輻射會很強烈，而如果施加相反的電流驅(qū)動，而且放置的 位置非常接近對方時，兩根天線的輻射就會很小”該學院的教授PIVI TRM解釋說。“納米粒子陣列中的暗模式在每個納米顆粒中產(chǎn)生類似的相反相位電流，但現(xiàn)在可實現(xiàn)可見光的頻率”，她繼續(xù)。

　　“黑暗模式是有吸引力的，對于這種應用所需要的功耗低。但不加上任何技巧，黑暗模式激光會是無用的，因為光是困在納米顆粒陣列中而不能離開的”，該項研究的科學家Tommi Hakala補充說。“但是，利用陣列的小尺寸，我們發(fā)現(xiàn)了一個光的引導路徑。指向陣列的邊緣，納米粒子的行為開始變得越來越像普通的天線，會輻射到外部世界中”，博士生Heikki Rekola說道。

　　研究小組利用納米加工設施和國家Otanano研究中心的潔凈室設備進行該項研究。