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，當施加驅動電流時，輻射會很強烈，而如果施加相反的電流驅動，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。