Un pequeño láser que comprende una matriz de cilindros semiconductores a nanoescala (ver imagen) ha sido fabricado por un equipo de A * STAR. Esta es la primera vez que se logra el láser en nanoestructuras no metálicas, y promete conducir a láseres en miniatura utilizables en una amplia gama de dispositivos optoelectrónicos.

Los láseres de microescala se utilizan ampliamente en dispositivos como reproductores de CD y DVD. Ahora, Los ingenieros ópticos están desarrollando láseres a nanoescala, tan pequeños que el ojo humano no los puede ver.

Un método prometedor es utilizar matrices de estructuras diminutas hechas de semiconductores con un índice de refracción alto. Tales estructuras actúan como pequeñas antenas, resonando en longitudes de onda específicas. Sin embargo, Ha sido un desafío usarlos para construir una cavidad:el corazón de un láser, donde la luz rebota mientras se amplifica.

Ahora, Arseniy Kuznetsov, Son Tung Ha, Ramón Paniagua-Domínguez, y sus colegas del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales han superado este problema explotando un tipo de onda estacionaria muy inusual que permanece en un lugar a pesar de coexistir con un espectro continuo de ondas radiantes que pueden transportar energía. Primero predicho por la mecánica cuántica, esta onda se demostró experimentalmente en óptica hace aproximadamente una década.

Hubo un elemento de serendipia en la invención. "Inicialmente planeamos crear un láser basado únicamente en las resonancias difractivas en la matriz, "recuerda Kuznetsov." Pero después de fabricar muestras y probarlas, Descubrimos esta fuerte mejora en una longitud de onda diferente a la esperada. Cuando volvimos e hicimos más simulaciones y análisis, nos dimos cuenta de que habíamos creado estas ondas especiales ".

La demostración es la culminación de cinco años de investigación del equipo. Fue una carrera contra el tiempo dado que otros grupos también estaban trabajando en el desarrollo de nanoantenas activas, Notas de Kuznetsov. "Hasta ahora, el láser no se ha realizado en estructuras de nanoantenas, ", dice." Así que es un gran paso para la comunidad de nanoantenas dieléctricas ".

Su láser también tiene ventajas sobre otros tipos de láseres en miniatura. Primeramente, la dirección de su estrecha, El haz bien definido se puede controlar fácilmente; esta maniobrabilidad a menudo es necesaria en aplicaciones de dispositivos. También, porque los nanocilindros están distribuidos de manera bastante dispersa, el láser es muy transparente, lo cual es beneficioso para dispositivos multicapa que contienen otros componentes ópticos.

El equipo ahora está trabajando para desarrollar láseres que se puedan excitar eléctricamente, en lugar de a la luz como en el presente estudio, lo que sería un gran avance hacia la realización de nanoláseres comerciales.