Um minúsculo laser que compreende uma série de cilindros semicondutores em nanoescala (veja a imagem) foi feito por uma equipe totalmente A * STAR. Esta é a primeira vez que o lasing foi alcançado em nanoestruturas não metálicas, e promete levar a lasers em miniatura utilizáveis ​​em uma ampla gama de dispositivos optoeletrônicos.

Os lasers em microescala são amplamente usados ​​em dispositivos como leitores de CD e DVD. Agora, engenheiros ópticos estão desenvolvendo lasers em nanoescala - tão pequenos que não podem ser vistos pelo olho humano.

Um método promissor é usar matrizes de estruturas minúsculas feitas de semicondutores com alto índice de refração. Essas estruturas agem como pequenas antenas, ressonando em comprimentos de onda específicos. Contudo, tem sido um desafio usá-los para construir uma cavidade - o coração de um laser, onde a luz salta enquanto é amplificada.

Agora, Arseniy Kuznetsov, Son Tung Ha, Ramón Paniagua-Domínguez, e seus colegas do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais superaram esse problema explorando um tipo altamente incomum de onda estacionária que permanece em um ponto, apesar de coexistir com um espectro contínuo de ondas radiantes que podem transportar energia para longe. Primeiro previsto pela mecânica quântica, esta onda foi demonstrada experimentalmente na óptica há cerca de uma década.

Havia um elemento de serendipidade na invenção. "Inicialmente planejamos criar um laser apenas com base nas ressonâncias difrativas na matriz, "lembra Kuznetsov." Mas depois de fabricar amostras e testá-las, descobrimos esse forte aumento em um comprimento de onda diferente do esperado. Quando voltamos e fizemos mais simulações e análises, percebemos que havíamos criado essas ondas especiais. "

A demonstração é o culminar de cinco anos de pesquisas da equipe. Foi uma corrida contra o tempo, já que outros grupos também estavam trabalhando no desenvolvimento de nanoantenas ativas, Notas de Kuznetsov. "Até agora, lasing não foi realizado em estruturas de nanoantena, ", diz ele." Portanto, é um grande passo para a comunidade nanoantena dielétrica. "

Seu laser também tem vantagens sobre outros tipos de lasers em miniatura. Em primeiro lugar, a direção de seu estreito, um feixe bem definido pode ser facilmente controlado - essa capacidade de manobra é freqüentemente necessária em aplicativos de dispositivos. Também, porque os nanocilindros são distribuídos de forma bastante esparsa, o laser é altamente transparente, o que é benéfico para dispositivos multicamadas que contêm outros componentes ópticos.

A equipe agora está trabalhando para desenvolver lasers que podem ser excitados eletricamente, ao invés de luz como no presente estudo, o que seria um grande avanço para a realização de nanolasers comerciais.