近日，《自然·通訊》和《科學(xué)·進(jìn)展》報(bào)道了北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員與其合作者對(duì)等離激元納米激光器的相關(guān)研究，稱等離激元納米激光器讓激光器的微型化成為可能。
研究發(fā)現(xiàn)，納米激光器和傳統(tǒng)激光器有著本質(zhì)的區(qū)別，等離激元納米激光器其輻射場(chǎng)可以全部為金屬中自由電子振蕩形成的表面等離激元形式。然而在傳統(tǒng)的光學(xué)激光器中，增益介質(zhì)是通過受激輻射放大光子，因而激光器尺寸受光學(xué)衍射極限限制，每個(gè)維度最小的尺度均要大于半個(gè)波長，難以實(shí)現(xiàn)微型化。事實(shí)上，在納米激光器研究中，由于利用等離激元效應(yīng)所帶來的電磁場(chǎng)空間局域化必然伴隨著金屬吸收損耗。因此，存在納米激光器相比傳統(tǒng)激光器可否具有性能優(yōu)勢(shì)這一問題爭論。
圖1 傳統(tǒng)激光器（左）和納米激光器（右）基本原理示意圖
來源：北京大學(xué)新聞中心
此次，北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員與其合作者通過理論分析和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明了等離激元納米激光器可以比傳統(tǒng)激光器體積更小、速度更快，并具有更低的閾值和功耗，并且這一閾值為可商業(yè)化激光器的激光閾值水平，該研究驗(yàn)證了納米激光器的發(fā)光本質(zhì)原理，并且此次研究將為對(duì)納米激光器進(jìn)行進(jìn)一步操控和應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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