Лазер уменьшился на серебре

Создан самый маленький в мире лазер, который может излучать областью не более 5 нанометров

Создан самый маленький в мире лазер. Это изобретение открывает новые перспективы в биологии, медицине и вычислительной технике.

В Америке создан лазер с излучающим телом в 44 нанометра

Американские ученые создали источник лазерного излучения, размеры которого в несколько раз меньше длины волны излучаемого им света...

В последнее время область лазерной физики переживает настоящую революцию. Буквально две недели назад в Nature была опубликована статья Михаила Ногинова из Университета Норфолка в США, в которой он и его коллеги рассказывали о создании источника лазерного излучения размерами в несколько раз меньше длины волны излучаемого им света. Теперь в этом же журнале вышла новая работа на ту же тему.

Ученым Калифорнийского университета в Беркли во главе с профессором Сян Чжаном без ложной скромности удалось начать новый этап развития лазерной физики.

Они сумели создать самый маленький в мире полупроводниковый лазер.

Это устройство способно преодолевать дифракционный предел и создавать пятно света размером не просто меньше, чем половина длины волны, как говорит теория, а и меньше, чем, к примеру, одна молекула белка.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3228903",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3251826_i_2"
}

Подобными разработками занимаются сразу несколько научно-исследовательских групп. Основной принцип их успеха в создании нанолазеров заключается в использовании так называемых поверхностных плазмонов — квазичастиц, отвечающих квантованию плазменных колебаний, которые представляют собой коллективные колебания свободного электронов на поверхности металла. Эти колебания могут затухать, отдавая свою энергию кристаллической решетке. Кроме того, эти колебания могут каким-либо образом измениться, и в этом случае произойдет испускание света.

Проблема заключалась в том, чтобы заставить колебания меняться все время.

За счет сопротивления, присущего каждому металлу, плазмонное рассеивание происходило, по сути, сразу после начала генерации излучения. Таким образом, необходимо было создать постоянное электромагнитное поле, которые бы поддерживало плазмоны и соответствующее им монохроматическое испускание света.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 3,
    "pic_fsize": "21547",
    "picsrc": "Слева -- схема генерации лазерного излучения. Световой поток (Pump light) попадает на устройство -- нанонить из сульфида кадмия (Cadmium Sulfide Nanowire), находящуюся через изоляционный слой на серебряной подложке. В результате возникает лазерное излучение плазмонов (Plasmon Laser Light). Справа -- изображение конструкции, полученное на электронном микроскопе. Видно изображение нанонити, изоляционного слоя (Gap) и серебряной подложки (Silver) // Xiang Zhang Lab",
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3251826_i_3"
}

В работе, опубликованной в Nature, Сян Чжан и его коллеги описывают способ создания такого электромагнитного поля. Проблему потери световой энергии они решили с помощью взаимодействия нити сульфида кадмия (которая в целых 1000 раз тоньше, чем человеческий волос!) и серебряной поверхности, находящейся от нити через изоляционный слой толщиной всего 5 нанометров.

Таким образом, при падении на эту конструкцию света с длиной волны 405 нанометров плазмонный лазер, сделанный Сян Чжаном и его коллегами, переизлучал свет длиной волны 489 нанометров.

При этом размер излучающей области и соответствующего светового пучка мог быть не больше пяти нанометров.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3123354",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3251826_i_4"
}

«Эта работа разрушает традиционные представления о лазерном пределе и позволяет сделать важный шаг вперед в области биомедицины, связи и компьютеров», — утверждает ведущий автор работы Сян Чжан.

Изобретение подобных лазеров позволит в самое ближайшее время добиться ощутимого прогресса в ряде областей их применения. Например, еще больше повысить разрешение лазерных микроскопов и других приборов, применяемых в биологии и медицине, где ведется работа с объектами таких малых размеров, как отдельные биологические клетки или даже отдельные молекулы. Использование лазеров с малой излучающей областью в оптических телекоммуникационных системах резко увеличит скорость их работы. Кроме того, подобные лазеры смогут увеличить быстродействие вычислительных систем.