據(jù)報(bào)道，美國西北大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)出一種只有一個(gè)病毒大小的超小型激光器。這種激光器具有體積小、室溫下即可工作的特點(diǎn)，能夠很容易地集成到硅基光子器件、全光電路和納米生物傳感器上，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的《納米快報(bào)》雜志上。

光子和電子元件的尺寸對(duì)超快數(shù)據(jù)處理和超高密度信息存儲(chǔ)至關(guān)重要，因此，小型化是此類設(shè)備未來發(fā)展所必須攻克的一個(gè)難關(guān)。負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的納米技術(shù)專家，西北大學(xué)溫伯格學(xué)院藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院以及麥考密克工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院材料學(xué)教授泰瑞·奧多姆說，納米尺度上的相干光源不僅能夠用來對(duì)小尺度的物理化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探索和分析，同時(shí)也能夠幫助科學(xué)家打破光的衍射極限。

奧多姆稱，能夠制造出這種納米激光器，都要?dú)w功于一種3D蝴蝶結(jié)式的納米金屬空腔結(jié)構(gòu)。這種激光腔的幾何結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生表面等離子激元，這是一種在金屬介質(zhì)界面上激發(fā)并耦合電荷密度起伏的電磁振蕩，具有近場(chǎng)增強(qiáng)、表面受限、短波長(zhǎng)等特性，在納米光子學(xué)的研究中扮演著重要角色。當(dāng)產(chǎn)生表面等離子激元后，由于金屬表面電子的集體震蕩，因而能夠最大限度的突破閾值限制，讓所有光子都以激光形式進(jìn)行發(fā)射，不浪費(fèi)任何光子。這種蝴蝶結(jié)狀結(jié)構(gòu)的使用與先前類似的設(shè)備相比有兩個(gè)明顯的好處：第一，由于其電磁特性和納米尺寸的體積，這種結(jié)構(gòu)清晰可辨認(rèn)。第二，由于其離散結(jié)構(gòu)，損失可以減到最少。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)排列成為一個(gè)陣列時(shí)，3D蝴蝶結(jié)諧振器能夠根據(jù)晶格的參數(shù)發(fā)射出帶有特定角度的光。