Американо-корейская команда инженеров научилась изготавливать микроскопические лазеры, у которых размеры не превышают размер вирусной средней частицы. Работа исследователей была опубликована в издании «Nano Letters». Ее краткое содержание прочитать можно на веб-сайте Северо-Западного Университета.
Так, микроскопические приборы собраны на полиуретановой подложке, а в составе ее имеется органический краситель. Он считается рабочим телом лазера – тем веществом, которое вначале переводится в высокоэнергетическое состояние, после чего начинает выпускать фотоны когерентного света.
Кстати, на подложке располагаются в правильном порядке золотые резонаторы, которые имеют, в терминологии создателей, форму «3D бабочки» /она представляет собой 2 противоположные грани пирамиды/. Именно они и испускают когерентные фотоны. Отметим, что размеры индивидуальные резонаторы имеют не более двухсот пятидесяти нанометров, это значительно меньше, нежели длина волны испускаемого света /восемьсот нанометров/. Исходя из слов физиков, достичь этого удается благодаря крайней компрессии поля, которая объясняется особенной геометрией резонатора.
Подобного рода миниатюрные приборы представляют интерес, в первую очередь, в качестве источника света для оптических компьютеров. Именно в них вместо управления током проводится для ведения вычислений манипуляция фотонами. Программы над оптическими компьютерами проводятся с начала девяностых годов прошлого столетия. Потенциально такие устройства, за счет более высокой скорости фотонов, в сравнении с электронами в среде достичь могут гораздо большей производительности.
Так, с самого момента проектировки лазер называли устройством, в котором запрограммировано решение определенных задач. Лазеры нашли использование в самых различных сферах – от коррекции зрения и до управления транспортными средствами, а также от космического полёта и до термоядерного синтеза. Именно лазер явился одним из самых важных изобретений двадцатого века.
Области применения лазеров
1. Промышленность:
- лазерная поверхностная и термообработка;
- лазерная закалка и лазерный отжиг;
- лазерный отпуск и лазерная очистка;
- лазерное оплавление;
- получение поверхностных покрытий;
- вакуумно-лазерное опыление;
- ударное воздействие и ударное упрочнение;
- газолазерная резка и термораскалывание;
- лазерная сварка и резка;
- фотолитография.
2. Медицина:
- косметическая хирургия;
- коррекция зрения;
- хирургия /гинекология, лапароскопия, урология/;
- стоматология;
- диагностика заболеваний;
- удаление опухолей, в особенности мозга и спинного мозга.
3. Связь и информационные технологии:
- хранение сведений на оптических носителях /компакт-диски, DVD и пр./;
- оптическая связь;
- оптические компьютеры;
- голография и лазерные дисплеи;
- лазерные принтеры и цифровые минилабы;
- считыватели штрих-кодов.
4. Культура:
- лазерное шоу /представление/ на концертах, дискотеках;
- мультимедиийные показы и презентации;
- световой дизайн;
- лазерные субтитры на киноэкранах;
- ЭМИ «лазерная арфа».
5. В быту:
- лазерные указки;
- лазерный дальномер;
- системы слежения;
- лидары;
- системы навигации /например, лазерный гироскоп/;
- проецирование изображения на сетчатку.
Спектроскопия
Современный источник лазерного излучения дает в руки экспериментатора монохроматический свет практически с любой желаемой длиной волны. Так, в зависимости от поставленных задач это может быть как непрерывным излучением со слишком узким спектром, также и ультракороткими импульсами продолжительностью вплоть до сотен аттосекунд /1 ас равняется 10-18 секундам/. Высокая энергия, которая в этих импульсах запасена, сфокусирована может быть на изучаемый образец в пятно, которое сопоставимо по размерам длины волны, благодаря чему есть возможность изучать разные оптические нелинейные эффекты. При помощи перестройки по частоте выполняются спектроскопические исследования данных эффектов; управление поляризацией лазерного излучения дает возможность проводить когерентное контролирование исследуемых процессов.
Автор: Елена Радуга
