金纳米粒子产生的超快激光脉冲

新的研究表明，有机染料材料与金属纳米结构相结合可以提供超快激光动力学，具有短而快速出现的激光脉冲。

“我们想知道我们可以多快地打开和关闭激光设备。快速生成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，“阿尔托大学的博士后研究员Konstantinos Daskalakis解释道。

实验中使用的样品由置于玻璃上的金纳米颗粒制成，并浸入有机发光材料中。纳米颗粒以正方形阵列彼此非常靠近地排列。位于颗粒周围的电场导致高场强，从而加速有机染料中的分子动力学。

电磁场和导电金颗粒彼此相互作用并与有机染料相互作用，产生超快速，一万亿分之一秒的定向激光脉冲。

生成这种激光器有望用于全光学切换和传感，并且可能提高光学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。

非常小的纳米激光器通常不提供明确定向的光束。在阵列中布置纳米颗粒显着改善了方向性。这种激光器已经在世界上的几个实验室中创建，但是在阿尔托大学进行的实验之前，它们的超快脉冲潜力尚未得到证实。

由于速度极快，测量脉冲的特性非常苛刻。

“这里的关键成就是我们已经成功地通过实验证明激光脉冲确实是超快的。激光发生在光学模式中，光学模式是光的混合和金属中电子的运动。这些模式被称为表面晶格共振，“学院教授PäiviTörmä解释道。

激光首先被金属纳米颗粒挤压成亚波长尺寸，然后它作为皮秒快速集中的激光脉冲从表面晶格谐振模式中逸出。

“这些金属纳米粒子阵列激光器非常适合产生高调制速度的脉冲激光辐射，”博士生AaroVäkeväinen说。

纳米粒子阵列激光产生的脉冲非常快，以至于没有传统的电子相机可以捕捉其动态。研究人员使用另一种激光作为“相机”拍摄了非常快速的微型激光照片。该方法称为泵 - 探针光谱。