A miniatürizált lézerek kutatása egyre növekvő ütemben folyik, mivel a platform fontos eleme a kvantumfotonika számára történő koherens fény generálásának, az in vivo sejtes-képalkotásnak, a szilárdtest-világításnak és a gyors háromdimenziós érzékelésnek, melyre okostelefonokban van szükség.  A szobahőmérsékletű folyamatos-hullám lézer kritikus fontosságú az optoelektronikai eszközökkel történő integrációhoz és az optikai interakciók optimális modulálásához. A nanolézer elég kicsi ahhoz, hogy beleférjen egy mikrochipbe.

A nanolézer fénye

A Northwestern University kutatócsoportjának tagjai infravörös fénnyel gerjesztették az ytterbium-ionokat, a kibocsátott energiát ezután erbium-ionok nyelték el, amelyek ezután közel-infravörös és láthatatlan, 50 és 150 nanométer közötti szélességű fényimpulzusokat bocsátottak ki.

"A testszövetekről történő képalkotáshoz általában hosszabb hullámhosszra van szükség, de a látható fény is áthatolhat a sejteken" - magyarázza Teri Odom, a kémia professzora és a projekt társ-vezetője. "Hosszabb hullámhossz azért lehet szükséges a bio-képalkotáshoz, mert mélyebbre juthat be a szövetekbe, mint a látható hullámhosszú fotonok."

"Ez azért problémás, mert ugyanazokon a mélyebben fekvő területeken rövidebb fény hullámhosszúság lenne gyakran kívánatos. Mi most olyan optikailag tiszta rendszert terveztünk, amely hatékonyan képes eljuttatni a látható fényű lézersugarat a hosszabb hullámhosszú fénnyel elérhető mélységekbe”

- mondta el Odom.

Többcélú alkalmazás

Mivel a lézer főképp üvegből készül, az anyaga nem bomlik le az emberi test belsejében. Elhelyezhető chipekben vagy felhasználható érzékelőként a mobiltelefonokban. A nanolézerek általában kevésbé hatékonyak, mint a nagyobb lézerek, és általában rövidebb ultraibolya hullámhosszokat és több energiát használnak a működéshez.

„Ez nem túl praktikus, mert a kis lézereket olyan szokatlan környezetekben akarjuk használni, melyek nagyon érzékenyek az ultraibolya sugárzás káros hatására. A sugárzás az ineffektív működés során felszabaduló felesleges hőből keletkezik”- mondta P. James Schuck, a Columbia University gépészmérnöki docense, aki szintén segített a projekt vezetésében.

Mivel a nanolézer hosszabb hullámhosszon világít, kevesebb hőt termel, így beilleszthető chipekbe vagy okostelefonokba is.

"Izgalmas, hogy apró lézereink olyan apró teljesítményen működnek, amely nagyságrendekkel kisebb, mint bármely másik létező lézernél" - tette hozzá P. Schuck. Az idő múlásával egyértelműen nőni fognak a nanolézerek alkalmazási és felhasználási területei.

(Forrás: IntelligentLiving, TheRegister, NatureMaterials Képek: Northwestern Uni.)