【資訊】等離子體納米激光 | Nature Nanotechnology

2025-01-10 16:22:58

　　激光器小型化的最終極限是，在≤(λ/2n)^3器件體積內(nèi)，實(shí)現(xiàn)最低階腔模的激光作用，其中λ是自由空間波長(zhǎng)，n是折射率。

　　近日，麻省總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)Sangyeon Cho，Seok-Hyun Yun等，在Nature Nanotechnology上發(fā)文，報(bào)道了共振系統(tǒng)中，局域表面等離子體激元和表面等離子體激元的等效性，還介紹了在最低階局域表面等離子體激元或等效的半周期表面等離子體激元中，振蕩的納米激光器。

　　Half-wave nanolasers and intracellular plasmonic lasing particles. 半波納米激光器和細(xì)胞內(nèi)等離子體激元激光粒子。

　　圖1: 等離子體激元和半導(dǎo)體偶極模的強(qiáng)耦合。

　　圖2: 金上半導(dǎo)體納米器件的特性。

　　圖3: 半導(dǎo)體激光器“瀑布”模型。

　　圖4: 激光閾值和遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)射，對(duì)粒子尺寸的依賴性。

　　圖5: 等離子體激元激光粒子和細(xì)胞內(nèi)激光。

       這些衍射受限單模發(fā)射體的尺寸范圍為170至280nm，利用金和InxGa1-xAs1-yPy，在近紅外(λ=1.000–1.1460nm)中的強(qiáng)耦合，遠(yuǎn)離表面等離子體激元頻率。

　　這種配置，僅支持半導(dǎo)體寬增益帶寬內(nèi)的最低階偶極模。準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)半導(dǎo)體激光器模型解釋了光泵浦的激光動(dòng)力學(xué)。還制作了孤立的鍍金半導(dǎo)體盤，并演示了活體生物細(xì)胞內(nèi)的高階激光。這些等離子體納米激光器，有望在細(xì)胞應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)多色成像和光學(xué)條形碼。

　　參考文獻(xiàn)：今日材料論文 

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