美國加州大學制出世界最小半導體激光器
據美國《每日科學》網站8月31日報道,美國加州大學伯克利分校制出世界最小半導體激光器,能使激光從一個蛋白質分子粗細的小孔中穿過。相關論文8月30日在線發(fā)表在《自然》雜志網站上。該成果在激光物理學領域具有里程碑式的意義,將有可能開創(chuàng)光學研究的新時代。
加州大學伯克利分校納米科學與工程中心主任張翔(音譯)說:“該研究打破了傳統(tǒng)意義上對激光極限的認識,在生物學、通信和計算機領域有著廣泛的應用前景。” 據了解,在分子生物學上,納米級的激光可用于對DNA分子進行探測和控制;在通信領域可大幅提高基于光傳導的信息傳送速度和帶寬;在光學計算機領域對現(xiàn)有技術也有極大的促進作用。 在傳統(tǒng)觀點看來,包括激光在內的電磁波最細只能聚焦到其波長的一半。經過努力,科學家們找到了一種將電子和光子相互震蕩并讓其沿著金屬表面?zhèn)?播的方法,才將激光壓縮到幾十納米細,這種沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶疟砻娌ň褪潜砻娴入x子體。此后各國科學家開始競相建造等離子體激光器,但由于金屬內在電 阻的干擾,表面等離子體在產生后極易衰減,研究人員不得不為此再制造磁場以匯聚光線。 張翔和他的研究小組破解了這個難題。他們用比頭發(fā)絲還要細1000倍的硫化鎘納米絲在金屬銀的表面分隔出一個5納米寬的縫隙。在這個結構中所 產生的激光比其波長小20倍。由于光能主要集中在這個極為狹小的縫隙中,其在傳播中損耗也被降到了最低。自發(fā)輻射率的增加程度是衡量該設備的一個重要指 標,在這項研究中,研究人員在該設備5納米的間隙中測量到了6倍的自發(fā)輻射率。 |