Самый маленький лазер, диаметром 200 нм, работающий при комнатной температуре

В настоящее время тяжело найти область науки и техники, в которой бы не использовались лазеры. Благодаря широкому распространению лазеров существует просто огромное количество их конструкций. Атомные газовые лазеры, мощные рентгеновские лазеры, лазеры, зажигающие реакции ядерного синтеза и целая плеяда лазеров военного назначения. Но существуют и малогабаритные маломощные лазеры, используемые в телекоммуникациях и ля передачи данных. И сейчас мы расскажем о таком сверхминиатюрном коммуникационном лазере, который имеет размер в одну пятнадцатую часть от длины волны излучаемого света и который может работать при комнатной температуре. Такие малогабаритные лазеры, размеры которых меньше длины волны их излучения, используются для научных исследований в области квантовой механики и квантовой электродинамики. Но у таких лазеров есть и чисто практическое применение, они могут являться источниками света в оптических коммуникационных системах, квантовых вычислительных системах и использоваться для обмена данными между отдельными частями одного и того же компьютерного чипа. Используя свет лазера можно передавать данные значительно быстрее, чем это удается с помощью чисто электрических полупроводниковых устройств.

Миниатюрные лазеры отличаются от обычных лазеров тем, что у них очень низок или отсутствует энергетический порог, по преодолению которого они начинают излучать когерентный и монохроматический свет. Энергетический порог лазера - это такой уровень подаваемой в лазер энергии, по преодолению которого мощность света, излучаемого лазером, увеличивается пропорционально подаваемой мощности. Но малогабаритные лазеры, использующие крошечную полость в качестве резонатора, усиливающего световые волны, имеют очень высокий энергетический порог, а это означает, что большая часть подаваемой энергии тратится просто впустую. Что бы обойти эти ограничения, Мерседех Хэджэвихэн (Mercedeh Khajavikhan), ученый из Калифорнийского университета в Сан-Диего и его коллеги использовали коаксиальную структуру лазера, похожую на структуру кабеля, подводящего сигнал от антенны к вашему телевизору. Такая коаксиальная структура миниатюрных лазеров позволила им поймать в полость свет от другого лазера, который выступал в роли накачки, и усилить его во много раз,поднимая общую эффективность лазерной системы. "Наши наноразмерные лазерные резонаторы являются платформой для создания новых QED-устройств, основанных на принципах квантовой электродинамики (Quantum ElectroDynamics, QED) и метаматериалов, в которых атомно-полевые взаимодействия позволяют получить новые уникальные свойства и характеристики" - пишут авторы исследований в статье, которая была опубликована в последнем выпуске журнала Nature.