Создан плазмонный лазер размером с вирус

Уменьшение габаритов фотонных и электронных компонентов имеет первостепенное значение для реализации сверхбыстрых вычислений и высокоплотного хранения информации. Миниатюризация ключевого инструмента информационной и коммуникационной техники, лазера, не является исключением.

В Северозападном университете (штат Иллинойс) группой инженеров найден способ изготовления лазеров размером с вирус. Такие плазмонные лазеры способны работать при комнатной температуре и легко интегрируются в фотонные устройства на кремниевой основе, полностью оптические схемы и биологические наносенсоры.

Создание источников когерентного излучения, размеры которых меньше дифракционного предела света, стало возможным благодаря использованию в качестве резонансных лазерных полостей металлических 3D-наноструктур, поддерживающих локализованные поверхностные плазмоны. Эти коллективные колебания электронов не имеют фундаментальных ограничений на минимальный размер, пригодный для испускания света.

В экспериментах применялись наноструктуры в форме галстука-бабочки. В силу возникающего антенного эффекта они создавали четко выраженной электромагнитное горячее пятно в нанообъеме. Кроме того, металлические «утечки» индивидуальной структуры были минимальными из-за ее дискретной геометрии.

«Неожиданно оказалось, что организованные в массив «галстучные» 3D-резонаторы могут излучать свет под углом, определяемым параметрами решетки», – отметил руководитель работы, профессор химии и материаловедения Тери Одом (Teri Odom).

По итогам исследования подготовлена статья в журнал Nano Letters.