Τι είναι το Nanolaser;

Ένας νανοκολούνας έχει όλες τις τυπικές ιδιότητες ενός τυπικού λέιζερ μεγέθους, πράγμα που σημαίνει ότι το φως ενισχύεται μέσω της διεγερμένης εκπομπής ακτινοβολίας.Η πρωταρχική διαφορά με ένα nanolaser είναι η κλίμακα τόσο του μηχανισμού όσο και της δέσμης φωτός που εκπέμπεται.Το πρόθεμα Nano προέρχεται από μια ελληνική λέξη που σημαίνει νάνος.Ως εκ τούτου, ένας νανολάσης είναι πολύ μικρότερος από ένα τυποποιημένο λέιζερ, τόσο στο αποτύπωμα όσο και στην εκπομπή της δέσμης.Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες νανοτεχνολογίες είναι συχνά δεκάδες ή εκατοντάδες φορές μικρότερες από τις παραδοσιακές τεχνολογίες.

Τα νανοσωματικά διαθέτουν τη δυνατότητα να συμπυκνώσουν ή να περιορίσουν τη δέσμη φωτός που εκπέμπεται πέρα από το όριο περίθλασης του φωτός.Ως επιστημονική έννοια, το όριο περίθλασης του φωτός αναφέρεται στην ικανότητα περιορισμού του φωτός.Κάποια στιγμή, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το φως θα μπορούσε να περιοριστεί στο μέγιστο μισό μήκος κύματος.Τέτοια όρια θεωρήθηκαν το όριο περίθλασης του φωτός.Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά λέιζερ, ωστόσο, τα νανοκύλη είναι σε θέση να περιορίσουν μια φωτεινή δέσμη έως και 100 φορές μικρότερο από το ήμισυ του μήκους κύματος. Τα λέιζερ λειτουργούν μέσω μιας σύνθετης σχέσης μεταξύ ορατού φωτός, φωτόνων και μήκους κύματος.Οι οπτικοί συντονιστές, τα συστατικά που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση των ανατροφοδότησης σε ένα λέιζερ, απαιτούνται για τη δημιουργία της ταλάντωσης των φωτονίων που είναι απαραίτητο για να εκπέμπει φως το λέιζερ.Πριν από την ανάπτυξη τεχνολογιών Nanolaser, το ελάχιστο μέγεθος συντονιστή θεωρήθηκε ότι ήταν το ήμισυ του μήκους κύματος των φώτων λέιζερ.Χρησιμοποιώντας επιφανειακά πλασμόνια και όχι φωτόνια, οι προγραμματιστές ήταν σε θέση να μειώσουν το μέγεθος του συντονιστή που απαιτείται για νανοκολούθηση και έτσι να δημιουργήσει τα μικρότερα λέιζερ των κόσμων.1950, αν και τα αρχικά μικροσκοπικά λέιζερ πλασμονίου αποδείχθηκαν ανέφικτα.Από το 2003, πολλές εξελίξεις και βελτιώσεις στην τεχνολογία Nanolaser έχουν οδηγήσει σε συνεχώς συρρικνωμένα μεγέθη.Από το 2011, ο μικρότερος νανοκολούνας ήταν γνωστός ως SPASER, με το όνομα να είναι ένα ακρωνύμιο για την ενίσχυση επιφανειακών πλασμονίων με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας. "

Εφαρμογές για αυτά τα μικροσκοπικά λέιζερ περιλαμβάνουν υπολογιστές, ηλεκτρονικά στοιχεία καταναλωτών, ιατρικές εφαρμογές και μικροσκόπια, απλάγια να αναφέρουμε μερικά.Οι Spasers, για παράδειγμα, έχουν την ικανότητα να γίνονται αρκετά μικρές ώστε να ταιριάζουν μέσα σε ένα τσιπ υπολογιστών, επιτρέποντας την επεξεργασία πληροφοριών μέσω φωτός έναντι ηλεκτρονίων.Παρόμοιες νανοτεχνολογίες που χρησιμοποιούν λέιζερ ημιαγωγών, συλλογικά γνωστές ως βιοϊατρικές μικροδεσμοί, έχουν αναπτυχθεί.Αυτές οι βιοϊατρικές συσκευές Nanolaser επιτρέπουν στους επιστήμονες να διακρίνουν καρκινικά κύτταρα από υγιή κύτταρα χρησιμοποιώντας νανοτεχνολογία.