金纳米粒子可以产生超快激光脉冲

一项新的研究表明，有机染料与金属纳米结构相结合，可以提供超快的激光动力学，产生超快激光脉冲（Nano Letters, "Ultrafast Pulse Generation in an Organic Nanoparticle-Array Laser "）。

“我们想知道我们能够以多快的速度打开和关闭我们的激光设备。快速生成激光脉冲在信息处理中非常有用，并且可以提高一些光电子器件的响应速度。”阿尔托大学博士后研究员Konstantinos Daskalakis解释说。

实验中使用的样品由置于玻璃上的金纳米颗粒制成，并浸泡在有机发光材料中。纳米粒子互相非常靠近地排列在正方形的阵列中。围绕这些粒子的电场产生了很高的场强，从而加速有机染料中的分子动力学。

[attachment=83874]
图示是纳米粒子阵列激光器可以产生一万亿分之一秒的激光脉冲。（图片来源：Konstantinos Daskalakis）

电磁场和导电的金粒子彼此相互作用，并与有机染料相互作用，产生一种超快的定向激光脉冲，其长度为一万亿分之一秒。

生成这种类型的激光器有望用于全光开关和传感，并有可能提高光通信的速度以及使用光处理信息的设备的的性能，比如照相机和晶体管。

非常小的纳米激光器通常不能提供清晰的定向光束。在阵列中排列纳米颗粒可大大提高方向性。在世界上的几个实验室中已经搭建了这种激光器，但是在阿尔托大学进行的实验之前，它们产生的超快脉冲的潜力尚未得到证实。

测量脉冲特性的要求非常高，因为它们的速度非常快。

“这里的关键成就是我们成功地通过实验证明了激光脉冲确实是超快的。在光和金属中的电子运动的混杂光学模式中产生激光。这些模式被称为表面晶格共振。”研究院教授PäiviTörmä解释道。

激光首先被金属纳米颗粒压缩成亚波长尺寸，然后作为集中的激光脉冲以皮秒速度从表面晶格共振模式中逃逸。

博士生AaroVäkeväinen说：“这类金属纳米粒子阵列激光器非常适合用于以高调制速度产生脉冲激光辐射。”

纳米粒子阵列激光器产生的脉冲非常快，以至于没有传统的电子摄像机能够捕捉到它的动态。研究人员将另一台激光器用作“照相机”，拍摄非常快速的微型激光器照片。该方法被称为泵浦探针光谱学。

原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=50098.php（实验帮译）

查看本帖完整版本: [-- 金纳米粒子可以产生超快激光脉冲 --] [-- top --]