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研究人员通过纳米粒子研发出微型激光器

   据外媒报道,来自芬兰阿尔托大学的研究人员,通过使用“暗晶格模式”,研究出了一种在可见光频率下工作的等离子体纳米激光器

  该激光器的运作波长比人类头发的厚度小1000倍;这一研究结果为相干光源芯片研究开创了新的前景,如尺寸非常小且超快的激光器的应用等。

  以这种方式实现该激光器的一个主要挑战,是光在这样小的尺寸中可能不会存在足够长的时间。

  TORMA教授表示,他们通过“暗晶格模式”产生激光,从而解决了这一潜在难题。

  TORMA解释道:“通过考虑常规天线可以直观地理解暗晶格模式:当由电流驱动时,单个天线辐射强烈;而两个天线-如果放置位置很接近,而且由相反电流驱动,那么彼此间的辐射则非常小。纳米颗粒阵列中的暗模式在每个纳米颗粒中能产生相似的反相电流,但现在具有可见光频率。”

  这种工作模式下的激光器基于以周期性阵列布置的银纳米颗粒。

  与常规激光器相反,其中激光信号的反馈由普通反射镜提供;而这种新型纳米激光器则利用银纳米颗粒之间的辐射耦合。

  这些尺寸为100纳米的颗粒则是微型天线。

  为了产生高强度激光,颗粒间距离与激射波长匹配,使得阵列的所有颗粒同时辐射。

  资深科学家Tommi Hakala指出:“暗模式对于需要低功耗的应用非常有吸引力。但是如果没有任何技巧,暗模式激光将是相当无用的,因为光基本上被困在纳米颗粒阵列内而不能离开。”

  通过利用阵列的小尺寸,研究人员发现了光逃离的路径。

  研究结果已经发表在了Nature Communications杂志上。(文/Oscar译) 

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