物理学家在纳米激光器设计上取得重要进展

激光广泛应用于家用电器、医药、工业、电信等领域。几年前，科学家们引进了纳米激光器这一概念。它们的设计类似于几十年来常用的基于异质结构的传统半导体激光器。不同之处在于，纳米激光器的空腔非常小，与它们发射的光的波长成正比。由于它们主要产生可见光和红外线，所以其大小大约为百万分之一米。

纳米激光器具有与宏观激光器截然不同的独特性能。然而，几乎不可能确定在什么电流下纳米激光器的输出辐射是相干的;此外，对于实际应用，区分纳米激光器的两种状态是很重要的：在大电流下具有相干输出的真实激光作用和在低电流下具有非相干输出的类LED状态。莫斯科物理与技术研究所的研究人员开发了一种方法来确定在什么情况下纳米激光器可以被称为真正的激光器。这项研究发表在《光学快报Optics Express》上。

在不久的将来，纳米激光器将被集成到集成光学电路中，在集成光学电路中，它们将被用于新一代基于光子波导的高速互连，这将使CPU和GPU的性能提高几个数量级。同样，光纤互联网的出现提高了连接速度，同时也提高了能源效率。

到目前为止，这并不是纳米激光器唯一可能的应用。研究人员已经在开发化学和生物传感器，仅仅是百万分之一米的尺寸，而机械应力传感器只有几十亿分之一米小。纳米激光也有望用于控制包括人类在内的活生物体的神经元活动。

图1.（A）传统宏观激光器输出功率和（B）给定温度下典型纳米级激光器对于泵电流的依赖性关系。