Plazmonowy laser pracuje w temperaturze pokojowej
Profesor Xiang Zhang z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley nie rzuca słów na wiatr. Przed dwoma laty wraz ze swoim zespołem połączył metalowe plazmonowe soczewki z "latającą głowicą" udoskonalając proces litograficzny i obiecał, że w ciągu 3-5 lat nowa technologia znajdzie komercyjne zastosowanie. Już rok później znacząco udoskonalił plazmonowy laser (spaser), dzięki czemu jest on w stanie wygenerować światło na przestrzeni zaledwie 5 nanometrów.
Teraz ze swoimi współpracownikami stworzył technikę, która pozwala plazmonowym laserom pracować w temperaturze pokojowej. Dotychczas wymagały one bardzo niskich temperatur, co uniemożliwiało ich praktyczne zastosowanie.
Lasery plazmonowe pozwalają na stworzenie bioczujników składających się z pojedynczej molekuły, fotonicznych obwodów scalonych czy bardzo wydajnych optycznych systemów komunikacyjnych, ale żeby to wszystko wyprodukować, musimy zmusić lasery do pracy w temperaturze pokojowej - mówił Zhang. Dotychczas lasery plazmonowe działały w komorach próżniowych i temperaturze 10 kelwinów, czyli około -263 stopni Celsjusza. W wyższych temperaturach światło takich laserów ulega dużemu rozproszeniu, co wymagało zwiększenia natężenia pozostałego światła, a to można było osiągnąć w niezwykle niskich temperaturach.
Zespół Zhanga postanowił skorzystać z ciekawego zjawiska, którego możemy doświadczyć w wielu budynkach (np. na Grand Central Terminal w Nowym Jorku). W przykrytych dachem owalnych pomieszczeniach dźwięk emitowany z jednego końca zostaje odbity i wędruje do drugiego końca, dzięki czemu bardzo oddalone osoby mogą rozmawiać tak, jakby stały obok siebie. Uczeni wykorzystali podobny pomysł do odbijania plazmonów. Na srebrze najpierw umieszczono 5-nanometrowej grubości warstwę fluorku magnezu, a na nią nałożono siarczek kadmu o grubości 45 nanometrów i długości 1 mikrometra. Dzięki takiej architekturze światło udało się wygenerować na przestrzeni 20 nanometrów, to 20-krotnie mniej niż długość jego fali, i wzmocnić aż 18-krotnie. Taki laser działa w temperaturze pokojowej i do pracy nie wymaga próżni.
Komentarze (0)