Co je nanolaser?
Nanolaser má všechny typické vlastnosti laseru standardní velikosti, což znamená, že světlo je zesíleno prostřednictvím stimulované emise záření. Primární rozdíl s nanolaserem je rozsah jak mechanismu, tak světelného paprsku, který je emitován. Předpona „nano“ je odvozena z řeckého slova znamenající „trpaslík“. V souladu s tím je nanolaser mnohem menší než standardní laser, a to jak ve stopě, tak v emitovaném paprsku. Ve skutečnosti je většina nanotechnologií často desetkrát nebo stokrát menší než tradiční technologie.
Nanolasery mají schopnost kondenzovat nebo omezovat světelný paprsek emitovaný za difrakční limit světla. Jako vědecký koncept se difrakční limit světla vztahuje na schopnost omezit světlo. Vědci najednou věřili, že světlo může být omezeno na maximálně polovinu své vlnové délky. Takové limity byly považovány za difrakční limit světla. Na rozdíl od tradičních laserů jsou však nanolasery schopny omezit světelný paprsek až 100krát menší než polovina své vlnové délky.
Lasery fungují prostřednictvím složitého vztahu mezi viditelným světlem, fotony a vlnovými délkami. Optické rezonátory, komponenty používané pro řízení zpětné vazby v laseru, jsou potřebné k vytvoření oscilace fotonů, která je nezbytná pro to, aby laser emitoval světlo. Před vývojem nanolaserových technologií byla minimální velikost rezonátoru považována za polovinu vlnové délky laserového světla. Použitím spíše než povrchové plazmony fotony, vývojáři byli schopni snížit velikost rezonátoru potřebné pro nanolasers a vytvořit tak světově nejmenší lasery.
První pracovní nanolaser byl vyvinut v roce 2003. Návrhy a doporučení pro nanolaser technologie začala v pozdní 1950, přestože prvotní miniaturní plasmonové lasery ukázalo jako neproveditelné. Od roku 2003 vedly četné pokroky a zdokonalení v technologii nanolaserů ke stále zmenšujícím se velikostem. Od roku 2011, nejmenší nanolaser byl známý jako spaser, přičemž název je zkratka pro „plazmonové zesílení povrchu stimulované emise záření.“
Aplikace pro tyto malé lasery zahrnují počítače, spotřební elektroniku, lékařské aplikace a mikroskopy, abychom jmenovali alespoň některé. Například spasery mají schopnost být dostatečně malé, aby se vešly do počítačového čipu, což umožňuje zpracování informací prostřednictvím světla versus elektronů. Byly vyvinuty podobné nanotechnologie využívající polovodičové lasery, souhrnně známé jako biomedicínské mikroúpravy. Tato nanolaserová biomedicínská zařízení umožňují vědcům rozeznat rakovinné buňky od zdravých buněk pomocí nanotechnologie.