Ученые разрабатывают первый жидкий нанолазер

28 апреля 2015, 12:34

Исследователи Северо-Западного университета разработали первый жидкостный нанолазер.

Устройство настраивается в режиме реального времени, то есть ученые могут быстро и просто производить различные цвета луча.

Такая лазерная технология, по мнению изобретателей, весьма полезна в практических приложениях, в том числе в «лаборатории на чипе» для медицинской диагностики.

Чтобы понять эту концепцию, представьте себе лазерную указку, цвет которого может быть изменен только путем изменения жидкость внутри него. В дополнение к изменению цвета в реальном времени, жидкостный нанолазер имеет дополнительные преимущества по сравнению с другими нанолазерами: прост и недорог в производстве и работает при комнатной температуре.

Наноскопическая лазеры, впервые продемонстрированные в 2009 году, встречаются сегодня только в научно-исследовательских лабораториях.

Однако они представляет большой интерес для технологий и военных агрегатов.

Ведущий исследователь Teri W. Odom говорит: «Наше исследование позволяет нам думать о новых лазерных конструкциях и возможностях, которые они предлагают».

Odom говорит, что жидкостный нанолазер в данном исследовании, не лазерная указка, а лазерное устройство на чипе. Цвет лазера может быть изменен в режиме реального времени, когда жидкий краситель в микрожидкостных каналах выше полости лазера изменяется.

Полость лазера состоит из массива отражающих наночастиц золота, где свет, сосредоточивается вокруг каждой наночастицы, а затем усиливается.

Основные преимущества очень малых лазеров:

Они могут быть использованы для оптоэлектронных интегральных схем;
Они могут быть использованы в оптической записи информации и литографии;

Они могут надежно работать на одной длине волны и способны работать гораздо быстрее, чем обычные лазеры, поскольку сделаны из металла.

Исследовательская группа Odom нашла способ интеграции жидких материалов усиления с массивом золотых наночастиц для достижения наноплазмонной генерации, которая может быть настроена динамически, обратимо и в режиме реального времени. Молекулы органического красителя легко растворяются в растворителях с различными показателями преломления.

Таким образом, диэлектрическая среда вокруг массивов наночастиц может быть настроена. Эти наноразмерные лазеры с фиксированной структурой nanocavity могут различные проявлять длины волн генерации, которые могут быть настроены по 50 нм, от 860 до 910 нанометров, изменением красителя.