Investigadores de la Universidad de Aalto, Finlandia, son los primeros en desarrollar un nanoláser plasmónico que opera a frecuencias de luz visible y utiliza los llamados modos de celosía oscura.
El láser funciona a escalas de longitud 1000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano. La vida útil de la luz capturada en dimensiones tan pequeñas es tan corta que la onda de luz tiene tiempo para moverse hacia arriba y hacia abajo solo unas pocas decenas o cientos de vecesLos resultados abren nuevas perspectivas para las fuentes de luz coherentes en chip, como los láseres, que son extremadamente pequeñas y ultrarrápidas.
La operación del láser en este trabajo se basa en nanopartículas de plata dispuestas en una matriz periódica. A diferencia de los láseres convencionales, donde la retroalimentación de la señal láser es proporcionada por espejos ordinarios, este nanolaser utiliza un acoplamiento radiativo entre nanopartículas de plata. Estos 100-Las partículas del tamaño de un nanómetro actúan como antenas diminutas. Para producir luz láser de alta intensidad, la distancia entre partículas se combinó con la longitud de onda láser para que todas las partículas de la matriz irradien al unísono. Se utilizaron moléculas fluorescentes orgánicas para proporcionar la energía de entrada la gananciaque se necesita para el láser.
Luz de la oscuridad
Un desafío importante para lograr el láser de esta manera fue que la luz puede no existir el tiempo suficiente en dimensiones tan pequeñas como para ser útil. Los investigadores encontraron una forma inteligente de solucionar este problema potencial: produjeron el láser en modos oscuros.
"Un modo oscuro puede entenderse intuitivamente considerando antenas regulares: una sola antena, cuando es impulsada por una corriente, irradia fuertemente, mientras que dos antenas, si son impulsadas por corrientes opuestas y ubicadas muy cerca una de la otra, irradian muy poco", explica el profesor de la Academia Päivi Törmä." Un modo oscuro en una matriz de nanopartículas induce corrientes de fase opuesta similares en cada nanopartícula, pero ahora con frecuencias de luz visible ", continúa.
"Los modos oscuros son atractivos para aplicaciones donde se necesita un bajo consumo de energía. Pero sin ningún truco, el láser en modo oscuro sería bastante inútil porque la luz está esencialmente atrapada en la matriz de nanopartículas y no puede salir", agrega el científico Tommi Hakala.Pero al utilizar el tamaño pequeño de la matriz, encontramos una ruta de escape para la luz. Hacia los bordes de la matriz, las nanopartículas comienzan a comportarse cada vez más como antenas normales que irradian al mundo exterior ", dice Ph.D.estudiante Heikki Rekola.
El equipo de investigación utilizó las instalaciones de nanofabricación y las salas blancas de la infraestructura de investigación nacional OtaNano.
Los resultados se han publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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