Американские ученые создали первый нанолазер

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

МОСКВА, 17 авг - РИА Новости. Американские ученые создали источник лазерного излучения, размеры которого в несколько раз меньше длины волны излучаемого им света. Разработка ляжет в основу нового класса устройств - от оптических микроскопов высокого разрешения до фотонных персональных компьютеров, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Nature.

Размер излучающего тела в новом лазере составляет 44 нанометра. Это позволит встраивать его в наноразмерные оптические схемы, управляющее поведением световых волн подобно тому, как современные микропроцессоры и микросхемы управляют электронами. Развитие этой молодой области науки и технологий, называемой фотоникой, позволит сделать компьютеры и другие электронные устройства намного более экономичными и эффективными.

Кроме того, благодаря тому, что нанофотонные устройства позволяют манипулировать светом на уровне отдельных фотонов, фотоника обещает подарить миру массу новых технологий и устройств. Одним из них является новое поколение оптических микроскопов, позволяющих изучать в видимом свете даже отдельные биологические молекулы. Современным оптическим микроскопам, использующим в своей работе линзы, такая задача не под силу из-за явления дифракции (огибания) предметов, размер которых составляет менее половины длины его волны.

Манипулирование квантами света в фотонных устройствах происходит с помощью не линз и зеркал, а наноразмерных объектов, таких, как фотонные кристаллы и нанолазеры. Фотонные кристаллы - это твердые тела, имеющие структуру наподобие обычной кристаллической решетки большинства твердых тел, однако в узлах этой решетки находятся не отдельные атомы, а наночастицы, состоящие из десятков и сотен атомов. Такая структура создает в фотонном кристалле периодические изменения коэффициента преломления, так что волны света определенной длины свободно в нем распространяются, тогда как другие фотоны распространяться в фотонном кристалле не могут и потому отражаются.

Изучением и созданием наноразмерных оптических схем с использованием фотонных кристаллов ученые занимаются уже довольно давно, используя в своих экспериментах обычные лазеры. Однако в готовых нанофотонных устройствах в качестве источника света не могут применяться даже самые малогабаритные из существующих лазеров - полупроводниковые. Для того, чтобы вызвать лазерное излучение, в таких лазерах используется возбуждающее освещение, заставляющее рабочее тело лазера - полупроводниковый кристалл - переходить в возбужденное состояние и излучать свет. Из-за дифракционного предела размер рабочего тела такого лазера не может быть меньше половины длины волны возбуждающего света.

В новом нанолазере, созданном под руководством Михаила Ногинова (Mikhail Noginov) из Университета Норфолка в США, для возбуждения лазерного излучения вместо световых волн используются так называемые поверхностные плазмоны. Сам лазер представляет собой сферическую наночастицу золота, которая покрыта стеклоподобной оболочкой, заполненной красителем. Освещение таких наночастиц видимым светом приводит к возбуждению на поверхности золотых наночастиц так называемых поверхностных плазмонов - коллективных колебаний электронов, которые в дальнейшем могут затухнуть, передав энергию своих колебаний кристаллической решетке золота, или резко изменить собственную энергию колебаний, что сопровождается испусканием фотонов света - лазерного излучения.

При размере в 44 нанометра каждый созданный учеными сферический источник лазерного излучения испускает свет с длиной волны 530 нанометров, что соответствует зеленому свету.

Из-за того, что вместо света (light) в новом устройстве для возбуждения излучения используются поверхностные плазмоны (surface plasmon), новый тип источников света получил название "спазер" (spaser).

"Нам удалось показать возможность создания наноразмерного источника лазерного излучения - критического компонента всех устройств на базе нанофотонных оптических схем - благодаря которому нанофотоника очень скоро может выйти за рамки лабораторных экспериментов и начать применяться в практических устройствах", - сообщил соавтор публикации Владимир Шалаев (Vladimir Shalaev), профессор Университета Пэрдью в США, слова которого приводит пресс-служба университета.

РИА Наука
 
DirectAdvert





Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
* Все поля обязательны к заполнению
Заявка успешно отправлена