芬蘭大學(xué)研制出超快速可調諧納米粒子陣列激光器

  ICCSZ訊 來(lái)自芬蘭阿爾托大學(xué)的研究團隊的科學(xué)家們將有機染料材料與金屬納米結構(金納米顆粒)結合起來(lái)，以快速產(chǎn)生激光脈沖來(lái)展示超快激光。這種超快調制速度可用于傳感器和光開(kāi)關(guān)。

  該有機染料納米粒子陣列激光器顯示出超過(guò)100GHz的調制帶寬。研究人員表明，激光調制速度可以通過(guò)陣列參數進(jìn)行調整。

產(chǎn)生激光脈沖的納秒粒子陣列激光脈沖的時(shí)間為1皮秒

  實(shí)驗過(guò)程

  為了進(jìn)行實(shí)驗，芬蘭阿爾托大學(xué)的研究團隊將金納米顆粒放在玻璃上，并將樣品浸入到有機發(fā)光材料中。納米粒子非常緊湊的以正方形排列。研究人員表示，納米顆粒的排列(陣列)改善了納米激光器的方向性。

  電場(chǎng)位于金納米粒子周?chē)?，形成高?chǎng)強度，加速了有機染料中的分子動(dòng)力學(xué)。據研究人員介紹，電磁場(chǎng)和導電金納米顆粒相互作用并與有機染料相互作用，產(chǎn)生定向激光脈沖，其脈沖寬度為1秒(皮秒)。在染料發(fā)射的藍色側觀(guān)察到了等離子體激射模式。

  激光被金納米顆粒擠壓成亞波長(cháng)尺寸;然后它從表面晶格共振模式中以皮秒速度快速集中的以激光脈沖形式逃逸。

  納米粒子陣列激光器產(chǎn)生的脈沖非?？?，以至于沒(méi)有傳統的電子攝像機可以捕捉到它的動(dòng)態(tài)。研究人員使用另一臺激光器作為“相機”，拍攝非?？焖俚男⌒图す鈭D像——一種稱(chēng)為泵浦探測光譜學(xué)的方法。

  由于速度巨大，測量脈沖的屬性是一個(gè)重大挑戰。

  關(guān)鍵成就

  P?iviT?rm?教授說(shuō)道：“我們研究的關(guān)鍵成就是，我們成功地通過(guò)實(shí)驗證明激光脈沖確實(shí)超快，激光產(chǎn)生在光線(xiàn)與金屬中運動(dòng)電子的混合光學(xué)模式。這些模式被稱(chēng)為表面晶格共振?！?

  這種激光脈沖可能潛在地用于提高光通信的速度以及使用光處理信息的設備(例如照相機和晶體管)的性能。世界各地的多個(gè)實(shí)驗室都創(chuàng )建了納米激光器。但據研究人員介紹，這些納米激光器的超快潛力直到阿爾托團隊的實(shí)驗才得到證實(shí)。

  研究人員Konstantinos Daskalakis表示：“我們想要了解我們能夠以多塊的速度打開(kāi)和關(guān)閉激光裝置，快速生成激光脈沖在信息處理中應用廣泛，并且可以提高光電設備的響應速度?！?

  參考文獻

  “Ultrafast Pulse Generation in an Organic Nanoparticle-Array Laser”Konstantinos S. Daskalakis , Aaro . V?kev?inen, Jani-Petri Martikainen, Tommi K. Hakala, and P?ivi T?rm?. Nano Lett., 2018, 18 (4), pp 2658–2665. DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00531

  原標題：激光器| 芬蘭阿爾托大學(xué)研究出超快速可調諧納米粒子陣列激光器，可用于傳感器和光開(kāi)關(guān)