Nyhedslaserdesign giver mere billigt multi-farve output

Fra kassediske i supermarkeder til lysshows ved koncerter, lasere er overalt, og de er en meget mere effektiv lyskilde end glødepærer. Men de er ikke billige at producere.

En ny undersøgelse fra Northwestern University har udviklet et mere omkostningseffektivt laserdesign, der udsender flerfarvet lasering og tilbyder et skridt fremad inden for chip-baserede lasere og miniaturisering. Resultaterne kunne tillade krypteret, kodet, redundant og hurtigere informationsflow i optiske fibre, samt flerfarvet medicinsk billeddannelse af sygt væv i realtid.

Undersøgelsen blev offentliggjort den 10. juli i Natur nanoteknologi .

"I vores arbejde vi demonstrerede, at multimodal lasering med kontrol over de forskellige farver kan opnås i en enkelt enhed, " sagde seniorforfatter Teri W. Odom, en Charles E. og Emma H. ​​Morrison professor i kemi ved Weinberg College of Arts and Sciences i Northwestern. "Sammenlignet med traditionelle lasere, vores arbejde er uden fortilfælde for dets stabile multimodale lasering i nanoskala og vores evne til at opnå detaljeret og fin kontrol over laserstrålerne."

Dette arbejde giver ny indsigt i designet og mekanismen af ​​multimodal nanoskala-lasering baseret på strukturel konstruktion og manipulation af de optiske båndstrukturer af nanopartikel-supergitter. Ved at bruge denne teknologi, forskerne kan styre lysets farve og intensitet ved blot at variere dets hulrumsarkitektur. Nanopartikel-supergitter - endelige rækker af metalnanopartikler grupperet i mikroskala-arrays - integreret med væskeforstærkning tilbyder en platform til at få adgang til forskellige farver med justerbare intensiteter afhængigt af gitterets geometriske parametre.

Dette er i modsætning til nuværende lasere, der sender lys mellem to spejle og er optimeret gennem en masse omhu og teknik for at sikre, at der kun udsendes én farve - eller bølgelængde. I øjeblikket i branchen, flerfarvet laseroutput er kun muligt ved at sammensætte mange ensfarvede lasere. Dette nye arbejde giver en strategi til at eliminere dyre fremstillingsprocesser og til direkte at producere flere, stabile laserspidser fra en enkelt enhed. "Hos mennesker, vores opfattelse af verden ville være begrænset, hvis vi kun 'så' i en enkelt farve, " sagde Odom. "Flere farver er afgørende for, at vi kan modtage og behandle information på samme tid, og på samme måde, flerfarvede lasere har potentialet til enorme fordele i dagligdagen."

I fremtiden, Odom sagde, at hun og hendes team er interesserede i at designe hvide nanolasere ved at dække blå, grønne og røde bølgelængder samtidigt. Deres tilgang skulle give dem mulighed for at ændre "hvidheden" ved at kontrollere den relative intensitet af det blå, grøn, røde kanaler. Derudover dette nye arbejde giver muligheder for ultrafølsom sensing i kemiske processer (forskellige molekyler kan overvåges samtidigt) og in-situ cellulær billeddannelse ved flere farver (forskellige farvemærker vil blive exciteret af forskellige laserfarver og forskellige biologiske processer kan korreleres).