埃因霍溫的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型低能量納米級(jí)激光器，可以向各個(gè)方向照射。其全向光發(fā)射的關(guān)鍵是引入通常在納米技術(shù)中非常不受歡迎的物質(zhì)：材料的不規(guī)則性。研究人員預(yù)見(jiàn)到了廣泛的潛在應(yīng)用，但首先他們希望他們的基礎(chǔ)工作能夠激勵(lì)他人進(jìn)一步改進(jìn)并加深理解。結(jié)果發(fā)表在“ 物理評(píng)論快報(bào)”雜志上。

缺乏對(duì)確定系統(tǒng)響應(yīng)的變量的控制通常被視為科學(xué)和技術(shù)的詛咒。但是一點(diǎn)點(diǎn)不完美和無(wú)序呢?由于我們對(duì)納米制造工藝的控制水平有限，納米科學(xué)中的不完美和不規(guī)則性是不可避免的。紊亂可能對(duì)納米系統(tǒng)有害，但如果包含良好，紊亂可能根本不是入侵者，導(dǎo)致新的物理概念和應(yīng)用。

發(fā)表在“ 物理評(píng)論快報(bào) ”雜志上的埃因霍溫科技大學(xué)(TU / e)和荷蘭基礎(chǔ)能源研究所(DIFFER)的科學(xué)家們研究了納米激光器中缺陷和無(wú)序的作用。通過(guò)引入輕微程度的紊亂，他們觀察到了一個(gè)巨大的變化：激光不再在一個(gè)特定方向上發(fā)射，而是在所有方向上發(fā)射。

納米級(jí)激光器(小于人類頭發(fā)的厚度)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域。在普通激光器中，每個(gè)光子(光粒子)在位于腔內(nèi)的介質(zhì)中被多次“克隆”(例如，一對(duì)鏡子，光子在其間來(lái)回移動(dòng)，產(chǎn)生具有相同特征的其他光子)。該過(guò)程稱為受激輻射發(fā)光(LASER)的光放大。為了實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射，通常通過(guò)介質(zhì)注入電流，或者用高能光照射電流。激光器發(fā)射所需的最小能量稱為激光閾值。

另一種激光是所謂的極化激光器。這的工作原理不是克隆光子，而是使非相同光子的相同方式與水蒸氣分子大致相同，在不同速度的所有方向上移動(dòng)，都會(huì)凝聚成一滴。光子的凝聚產(chǎn)生激光的強(qiáng)烈和定向發(fā)射特性。極化激光器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是它們具有低得多的激光閾值，這使它們成為許多應(yīng)用的理想選擇。

然而，極化子激光器的一個(gè)主要問(wèn)題是它們需要在非常低的溫度下工作(例如僅在溫度降低時(shí)才發(fā)生蒸汽冷凝)，但是通過(guò)使用有機(jī)材料，即使在環(huán)境溫度下也可以獲得極化激光器發(fā)射。溫度。去年，埃因霍溫研究人員證明，他們可以實(shí)現(xiàn)在環(huán)境溫度下運(yùn)行的納米級(jí)極化激光器，使用金屬納米粒子代替鏡子，就像普通激光器一樣。

TU / e-DIFFER研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種新型的極化激光器，它由一種規(guī)則的銀納米條紋圖案組成，上面覆蓋著有色PMMA聚合物，其染料中含有有機(jī)發(fā)光分子。然而，銀色條紋故意有一定程度的不完美和無(wú)序。這種非完美納米激光器的發(fā)射是全向的，主要取決于有機(jī)分子的性質(zhì)。由于全向排放需要來(lái)自獨(dú)立有機(jī)分子的排放而不是凝結(jié)典型的集體排放，因此在凝結(jié)的框架內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)這種結(jié)果。全向發(fā)射的證明為在環(huán)境溫度下納米級(jí)激光器的發(fā)展定義了新的界限。

研究人員認(rèn)為他們的激光最終可能應(yīng)用于許多領(lǐng)域。與LED相比，全向激光更亮更明確。這就是為什么它是目前使用LED的顯微鏡照明的良好候選者。LIDAR(激光成像檢測(cè)和測(cè)距)是另一種潛在的應(yīng)用。目前的激光雷達(dá)使用一個(gè)或多個(gè)激光器和一組快速移動(dòng)的鏡子，以覆蓋大面積來(lái)成像遠(yuǎn)處的物體。全向激光器不需要移動(dòng)鏡，從而顯著降低了復(fù)雜性。首席研究員Jaime Gomez Rivas教授說(shuō)，一般照明也是一種選擇。“但這項(xiàng)研究仍然非常基礎(chǔ)。