金纳米粒子的超快激光脉冲

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快速、可调谐和稳定的纳米颗粒阵列激光器的建立是一种廉价且高效的传感和切换的踏脚石。

新的研究表明,有机染料材料结合金属纳米结构可以提供超快激光动力学,短而迅速出现的激光脉冲。
我们想知道我们能把激光装置打开和关闭的速度有多快。ALTTO大学Konstantinos Daskalakis博士后研究员解释说,快速产生激光脉冲在信息处理中非常有用,并且可以改善某些光电器件的响应。实验中使用的样品由放置在玻璃上的金纳米颗粒制成,并浸入有机发光材料中。纳米颗粒在方形阵列中排列得非常接近。围绕粒子的电场导致高场强,加速有机染料中的分子动力学。电磁场和导电的金粒子相互作用和有机染料相互作用,产生一个超快的定向激光脉冲,一兆分之一秒长。产生这种激光器对于全光开关和传感是有希望的,并且将潜在地提高光通信的速度和使用光来处理信息的设备的性能,例如照相机和晶体管。非常小的纳米胶片通常不能提供清晰的定向光束。在阵列中排列纳米颗粒大大提高了方向性。这种激光器已经在世界上的几个实验室中创建,但是它们在超速脉冲的潜力还没有被证明在Aalto大学进行的实验之前。测量脉冲的特性是非常苛刻的,因为它们的巨大速度。这里的主要成就是我们已经成功地实验证明激光脉冲确实是超快的。激光发生在光的混合模式和电子在金属中的运动。这些模式被称为表面晶格共振。激光首先被金属纳米颗粒挤压成亚波长尺寸,然后从表面晶格共振模式逃逸为皮秒快速、集中的激光脉冲。“这类金属纳米颗粒阵列激光器对于产生高调制速度的脉冲激光辐射来说是非常好的,”博士生说。由纳米颗粒阵列激光器产生的脉冲是如此之快以致于没有传统的电子相机能够捕捉它的动态。研究人员用另一种激光作为“照相机”,拍摄了微型激光的非常快速的照片。该方法被称为泵浦探针光谱。

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