beat365人工微結構和介觀物理國家重點實驗室戴倫教授研究取得重要進展

中新社舊金山八月三十一日電(記者 劉丹): 美、中科學家聯合研制出世界最小的半導體激光器。這項被稱為“表面等離子體激光技術”的研究在激光物理學界堪稱裡程碑，于八月三十日在《自然》雜志上刊登，由加州大學伯克利分校華裔教授張翔率領的研究團隊、beat365戴倫教授及其博士生馬仁敏共同完成。

激光科學在提供高功率、較快、較小的相幹光源方面取得了成功。最近，可以達到衍射極限的微型激光器已經問世。 然而這種激光器在光學模式尺寸和物理器件維度上依然受到要大于光場半波長的限制。因此，要實現能夠在遠小于衍射極限的納米尺度直接産生相幹光場的超微型激光器依然存在挑戰。一種途徑是利用表面等離子體，它能夠使光緊密地局域化。但是迄今為止，在光學頻率上的歐姆損耗抑制了基于該方法的真正的納米尺度激光器的實現。最近有理論工作預言：在一個混合等離子體波導中維持超小模式時，這樣的損耗能夠被大大降低。他們采用包含一根高增益CdS半導體納米線、5nm厚的MgF2絕緣介質層和銀表面的混合等離子體波導，從實驗上演示了納米尺度的等離子體激光。其産生的光學模式比衍射極限小100倍。光發射壽命的直接測量結果顯示納米線的激子自發發射速率增強了高達6倍。其原因來自強的模式限制和明顯的無阈值激射特征。等離子體激光提供了探索光和物質相互作用的可能性, 在有源光子電路、 生物傳感器和量子信息等領域開辟了新的道路。該工作于八月三十日在《自然》雜志上刊登 (Nature doi:10.1038/nature08364).