Vad är en Nanolaser?

En nanolaser har alla de typiska egenskaperna hos en laser med standardstorlek, vilket betyder att ljus förstärks genom den stimulerade strålningen. Den primära skillnaden med en nanolaser är skalan på både mekanismen och ljusstrålen som släpps ut. Prefixet "nano" härstammar från ett grekiskt ord som betyder "dvärg." Följaktligen är en nanolaser mycket mindre än en standardlaser, både vad gäller fotavtryck och strålen som släpps ut. Faktum är att de flesta nanoteknologier är ofta tiotals eller hundratals gånger mindre än traditionella tekniker.

Nanolasers har förmågan att kondensera eller begränsa den ljusstråle som släpps ut över ljusets diffraktionsgräns. Som ett vetenskapligt begrepp hänvisar diffraktionsgränsen för ljus till förmågan att begränsa ljus. Vid en tidpunkt trodde forskare att ljus kunde begränsas till högst hälften av våglängden. Sådana gränser betraktades som ljusets diffraktionsgräns. Till skillnad från traditionella lasrar kan nanolaser emellertid begränsa en ljusstråle så mycket som 100 gånger mindre än hälften av sin våglängd.

Lasrar fungerar via ett komplext samband mellan synligt ljus, fotoner och våglängder. Optiska resonatorer, de komponenter som används för att hantera feedback i en laser, behövs för att skapa svängningen av fotoner som är nödvändiga för att lasern ska avge ljus. Före utvecklingen av nanolaserteknologier ansågs minsta resonatorstorlek vara halva laserljusets våglängd. Genom att använda ytplasmoner snarare än fotoner kunde utvecklare minska storleken på den resonator som krävs för nanolaser och därmed skapa världens minsta lasrar.

Den första fungerande nanolasern utvecklades 2003. Förslag och förslag på nanolaserteknologier började i slutet av 1950-talet, även om initiala miniatyrplasmonlasrar visade sig opraktiska. Sedan 2003 har många framsteg och förbättringar inom nanolaser-tekniken resulterat i ständigt krympande storlekar. Från och med 2011 var den minsta nanolasern känd som en spaser, med namnet en förkortning för "ytplasmonförstärkning genom stimulerad strålning."

Tillämpningar för dessa små lasrar inkluderar datorer, konsumentelektronik, medicinska applikationer och mikroskop, för att bara nämna några. Spasrar har till exempel kapacitet att göras tillräckligt liten för att passa in i ett datorchip, vilket tillåter informationsbehandling via ljus kontra elektroner. Liknande nanoteknologier med halvledarlasrar, gemensamt kända som biomedicinska mikroenheter, har utvecklats. Dessa biomedicinska apparater för nanolaser tillåter forskare att urskilja cancerceller från friska celler med hjälp av nanoteknologi.