Les chercheurs de la Northwestern University ont développé un laser de la taille d'une particule de virus qui peut fonctionner à température ambiante. Le "nanolaser", qui utilise des nanoparticules d'or au lieu de miroirs, est prétendu être la première démonstration de faire usage d'une disposition dite de papillon de nanoparticules métalliques, si lasers nano-échelle ont déjà été démontrée.

À bien des égards l'nanolaser nœud papillon fonctionne comme un laser ordinaire, laser étant un acronyme, debout pour amplification de lumière par émission stimulée de rayonnement. Comme les autres sources de lumière, un laser est dans les affaires d'électrons passionnants dans des états d'énergie plus élevés, afin qu'ils puissent émettre des photons comme ils calment vers le bas. Contrairement à d'autres sources de lumière, lasers atteindre cet objectif d'une manière extrêmement disciplinés, produisant une très concentré, faisceau unique-couleur de la lumière.

Cette nanolaser, comme les lasers de dimension normale, y parvient grâce à la «pompage optique» (clignotant efficacement la lumière à) un matériau de gain dans lequel les électrons sont d'être excité. La lumière stimule électrons qui à son tour émettre des photons de la même longueur d'onde (et donc la couleur). Le matériau de gain au nanolaser est une seule molécule de colorant organique.

Dans un laser ordinaire, les miroirs sont utilisés pour réfléchir la lumière stimulée dans les deux sens à travers le matériau de gain pour exciter en outre électrons (bien qu'un miroir à une extrémité, laisse échapper une partie de la lumière, ce qui entraîne le faisceau laser commandé.) L'espace entre le un miroir est connu que la cavité optique. Dans le nanolaser de nœud papillon, cependant, la cavité optique est une lacune dans le milieu du nœud papillon.

Quel écart, exactement? Eh bien, quand il vient à molécules, "papillon" est un autre terme pour une molécule de dimère ou un groupe molécule, qui est un composé de deux parties moléculaires identiques: ici, les nanoparticules d'or individuelles. (Une nanoparticule, vous vous en souvenez, est tout simplement un nom pour une particule de moins de 100 nanomètres de diamètre.) De la cavité du nanolaser, alors, est l'écart entre les deux nanoparticules.

Il n'y a pas de réflexion en tant que telle, cependant. En fait, l'écart entre les nanoparticules est inférieure à la longueur d'onde du faisceau laser résultant. "Les plasmons de surface [unités d'oscillation des électrons] des nanoparticules métalliques presser efficacement la lumière dans un très petit volume,« Northwestern professeur de Sciences des Matériaux Teri Odom dit Gizmag. "Lorsque le matériau de gain est pompé optiquement, cette énergie est transférée dans la cavité, et peut se produire un effet laser».

La clé de cette recherche est le nœud papillon, sans laquelle, les chercheurs affirment, le gain ne peut pas surmonter les pertes qui se produisent dans le système. L'équipe signale l'émission de lumière cohérente dans le visage de "légères inhomogénéités géométriques», qui signifie la technologie devrait se révéler robuste quand il vient aux applications du monde réel.

Les chercheurs affirment que le développement est une étape vers des applications optiques ultrarapides qui pourrait améliorer les capacités de stockage de données, et contribuent à instaurer capteurs photoniques compacts ultra-rapides et de meilleurs capteurs biologiques.

Le document de l'équipe, Plasmoniques Bowtie nanolaser Arrays, a été publiée récemment dans la revue Nano Letters.