據(jù)報道，美國西北大學的一個研究小組開發(fā)出一種只有一個病毒大小的超小型激光器。這種激光器具有體積小、室溫下即可工作的特點，能夠很容易地集成到硅基光子器件、全光電路和納米生物傳感器上，具有極為廣闊的應用前景。相關論文發(fā)表在近日出版的《納米快報》雜志上。

光子和電子元件的尺寸對超快數(shù)據(jù)處理和超高密度信息存儲至關重要，因此，小型化是此類設備未來發(fā)展所必須攻克的一個難關。負責這項研究的納米技術專家，西北大學溫伯格學院藝術與科學學院以及麥考密克工程和應用科學學院材料學教授泰瑞·奧多姆說，納米尺度上的相干光源不僅能夠用來對小尺度的物理化學現(xiàn)象進行探索和分析，同時也能夠幫助科學家打破光的衍射極限。

奧多姆稱，能夠制造出這種納米激光器，都要歸功于一種3D蝴蝶結式的納米金屬空腔結構。這種激光腔的幾何結構能夠產(chǎn)生表面等離子激元，這是一種在金屬介質界面上激發(fā)并耦合電荷密度起伏的電磁振蕩，具有近場增強、表面受限、短波長等特性，在納米光子學的研究中扮演著重要角色。當產(chǎn)生表面等離子激元后，由于金屬表面電子的集體震蕩，因而能夠最大限度的突破閾值限制，讓所有光子都以激光形式進行發(fā)射，不浪費任何光子。這種蝴蝶結狀結構的使用與先前類似的設備相比有兩個明顯的好處：第一，由于其電磁特性和納米尺寸的體積，這種結構清晰可辨認。第二，由于其離散結構，損失可以減到最少。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，當這些結構排列成為一個陣列時，3D蝴蝶結諧振器能夠根據(jù)晶格的參數(shù)發(fā)射出帶有特定角度的光。