ナノレーザーとは？

ナノレーザーは、標準サイズのレーザーの典型的な特性をすべて備えています。つまり、光は放射線の誘導放出によって増幅されます。 ナノレーザーとの主な違いは、メカニズムと放射される光ビームの両方の規模です。 接頭辞「nano」は、「d星」を意味するギリシャ語に由来します。 したがって、ナノレーザーは、フットプリントと放出されるビームの両方で、標準レーザーよりもはるかに小さくなります。 実際、ほとんどのナノテクノロジーは、多くの場合、従来のテクノロジーよりも数十または数百倍も小さくなっています。

ナノレーザーは、光の回折限界を超えて放射される光ビームを集光または閉じ込める機能を備えています。 科学的概念として、光の回折限界は光を閉じ込める能力を指します。 かつて、科学者は、光をその波長の最大半分に制限できると信じていました。 そのような限界は、光の回折限界とみなされました。 しかし、従来のレーザーとは異なり、ナノレーザーは光ビームをその波長の半分の100倍も小さく閉じ込めることができます。

レーザーは、可視光、光子、波長間の複雑な関係を介して動作します。 レーザーのフィードバックを管理するために使用されるコンポーネントである光共振器は、レーザーが光を発するために必要な光子の発振を作成するために必要です。 ナノレーザー技術の開発以前は、最小共振器サイズはレーザー光の波長の半分であると考えられていました。 光子ではなく表面プラズモンを使用することで、開発者はナノレーザーに必要な共振器のサイズを小さくすることができ、世界最小のレーザーを作成できました。

最初の実用的なナノレーザーは2003年に開発されました。ナノレーザー技術の提案と提案は1950年代後半に始まりましたが、初期の小型プラズモンレーザーは実用的ではありませんでした。 2003年以来、ナノレーザー技術の数多くの進歩と改良により、サイズは縮小し続けています。 2011年の時点で、最小のナノレーザーは「放射線の誘導放出による表面プラズモン増幅」の頭字語であるスペイサーとして知られていました。

これらの小さなレーザーの用途には、ほんの数例を挙げると、コンピューター、家電、医療用途、顕微鏡などがあります。 たとえば、スペーサーは、コンピューターチップ内に収まるほど小さくすることができるため、光対電子による情報処理が可能になります。 生物医学マイクロデバイスと総称される半導体レーザーを使用した同様のナノテクノロジーが開発されました。 これらのナノレーザー生物医学デバイスにより、科学者はナノテクノロジーを使用して癌細胞と健康な細胞を識別することができます。