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新型激光产生装置小如病毒

这项技术可能带来超快速的光基数据处理和存储。

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图片提供:Teri Odom

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纳米工程师们拥有了一种闪亮的新工具:尺寸与病毒相当的激光产生装置。这种微型装置由两个金色的三角形组成,它们的顶点相互指向,形成一种类似于三维领结的形状。

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这种特殊的几何形状在金属三角形的顶点之间形成一个“热点”,能够将电磁场集中在一个很小的体积内——仅数十纳米大小。

“形状非常重要,”来自西北大学的化学家和材料科学家、该研究的通讯作者Teri Odom说道。通常,激光需要一个更大的空腔,让光在镜子之间来回反射,从而被放大成激光(受激辐射的光放大)。

“这就是这些材料结构令人惊叹的地方——你可以获得意想不到的特性,”Odom说。

在如此小的尺度上产生激光光是因为存在局域表面等离激元,这是一组电子,它们从三角形之间的狭窄间隙中作为一个整体进行集体振荡。能量从掺入装置中的激发分子自由地转移到等离激元中,这些分子从典型的宏观钛蓝宝石激光器中获取能量。然后,等离激元以小规模激光的形式释放它们的能量。

Odom说,使用传统技术很容易制造这些等离激元纳米激光器。这些纳米激光器发射近红外范围的光线,但通过改变形状或材料,它们可以发射其他频率的光,包括可见光谱。

这些设备在室温下也能很好地工作,这使得潜在的应用更加方便。Odom说,像这些微型激光器一样,未来有一天可以实现通过光基电路进行超快速数据处理和存储。

【本文最初以“病毒尺寸激光器”为标题发表在印刷版上。]

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