機器人：在暗模式下產生激光的等離子體納米激光器

OFweek激光網訊：芬蘭阿爾托大學的研究人員,首次開發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

實現這種激光器的一個主要挑戰是,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。研究人員發現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P?IVI T?RM?解釋說?！凹{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,但現在可實現可見光的頻率”,她繼續。

“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?！暗?利用陣列的小尺寸,我們發現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。并且研究結果已發表在《自然通訊》雜志上。