澳大利亚国立大学的物理学家们已经开发出比其产生的光波长还要小得多的微型激光器。这种所谓的“纳米激光器”在医疗、外科手术、工业和军事领域有着广泛的用途,涵盖从脱毛到激光打印机再到夜间监视等方面。
据首席研究员尤里·基夫夏尔教授称,他的团队开发的纳米激光器有望比现有的激光器更加强大,使其能够在更小型的设备中发挥作用。他表示:“它们还可以集成到芯片上。例如,它们可以直接安装在光纤尖端,用于照射或操作人体内的特定部位。这项技术使用激光光而不是电子,这种方法被称为光子学。看到这种技术如何在日常实用设备中得以实现,如移动手机,这令人兴奋。”
基夫夏尔教授的团队使用巧妙的技巧来修改传统的激光器,传统上由放置在两面镜子之间的某种光放大装置组成。当光在两面镜子间来回反射时,它会变得越来越亮。但这次研究团队没有使用镜子,而是创建了一种像“内外”消噪耳机那样的设备,该设备可以捕获能量并防止其逃逸。被困住的光能量逐渐积聚形成强大、形状良好的激光。

这一技巧克服了纳米激光器的一个众所周知的挑战---能量泄漏。为了制造激光器,该团队与韩国大学的朴弘圭教授及其团队合作。研究人员表示,该设备的效率很高——只需要少量能量即可启动激光发光——激光的阈值比此前报道的任何纳米激光器低约50倍,且具有狭窄的光束。
基夫夏尔教授表示,这种新型激光器基于近100年前的一个量子力学发现。“这个数学解决方案于1929年由维格纳和冯·诺依曼发表,当时这篇论文看起来非常奇怪---很多年后才得到解释,”基夫夏尔教授说道。“而现在,这一百年前的发现正在推动明天的技术发展。”该研究结果已在《自然通讯》期刊上发表。