Нанолазер - велика російська енциклопедія - електронна версія

Нанолазер, кван-то-вий ге-ні-ра-тор ко-ге-рент-но-го елек-тро-маг-ніт-но-го по-ля в ві-ді-мом і ІК-діа-па- зо-ні довжин хвиль з раз-ме-ра-ми мен-ше або мно-го мен-ше дли-ни віл-ни. Як і звичайні-ний ла-зер. Н. з-сто-ит з ре-зо-на-то-ра і ак-тив-го се-ди. Од-на-ко в звичайні-ном ла-зе-ре ис-поль-зу-ють від-кри-тий ре-зо-на-тор, раз-ме-ри ко-то-ро-го зна-чи- тель-но пре-ви-ша-ють дли-ну віл-ни ла-зер-но-го з-лу-че-ня. Са-мий ма-лень-кий по раз-ме-ру ла-зер, пра-цю-таю-щий, напр. в когось пь-ю-ті-рах для чте-ня і за-пі-сі дис-ков, в оп-тич. Чи-ні-ях свя-зи, име-ет суб-мил-ли-мет-ро-ші раз-ме-ри.

Н. име-ет ряд прин-ци-пі-аль-них від-ли-чий від зви-но-го ла-зе-ра. У ре-зо-на-то-ре звичайні-но-го ла-зе-ра об-ра-зу-ет-ся стоячи-чаю віл-на све-то-по-го по-ля (ла-зер но-го з-лу-че-ня). У ре-зо-на-то-ре Н. ство-да-ють-ся ус-ло-вия для стоячи-чий віл-ни т. Н. ло-ка-ли-зо-ван-но-го плазми-мо-на. Як і слід-ний пред-став-ля-ет з-бій свя-зан-ний-стоячи-ня по-ля і ко-ле-ба-ний елек-трон-ної плазми-ми ме-тал-ла, з ко-то-ро-го со-сто-ит плазми-мон-ний ре-зо-на-тор - ме-тал-лич. годину-ти-ца раз-ме-ром в дек. на-но-мет-рів. Стро-го го-во-ря, для су ще ст-во-ва-ня плазми-мо-на годину-ти-ца не обо-за-тель-но поса-на со-сто-ять з ме тал-ла - Ні-про-хо-ді-мим ус-ло-ві-му су ще ст-во-ва-ня плазми-мо-на яв-ля-ет-ся від-ри-ца-тель ність дей-ст-ві-тель-ний годину-ти по-ка-за-ті-ля пре-лом-ле-ня ве ще ст-ва на-но-ре-зо-на-то-ра . Т. о. роль елек-тро-маг-ніт-но-го по-ля в ре-зо-на-то-ре звичайні-но-го ла-зе-ра в слу-чаї Н. иг-ра-ет плазми-мон.

Вів-раю осо-бен-ність Н. з-сто-ит в тому, що ак-тив-ва сере-да в звичайні-ном ла-зе-ре на-хо-дить-ся внут-ри ре-зо- на щось-ра, а в Н. вона на-хо-дить-ся поза плазми-мон-но-го ре-зо-на-то-ра. У звичайні-ном ла-зе-ре про-ис-хо-дить пе-ре-кач-ка енер-гии в оп-тич. з-лу-че-ня, а в Н. енер-гія транс-фор-ми-ру-ет-ся в плазми-мон-ні ко-ле-ба-ня.

Доб-рот-ність на-но-ре-зо-на-то-ра, за-ві-ся-щая від омі-че-ських по-терь, зна-чи-тель-но (до 10-100 раз) мен-ше доб-рот-но-сті тра-ді-ци-он-них ре-зо-на-то-рів, за-ві-ся-щей від по-терь на з-лу-че-ня. Як і скільки-ку доб-рот-ність (на-ря-ду з ін. Фак-то-ра-ми) оп-ре-де-ля-ет ко-ге-рент-ність ви-хід-но-го з-лу-че-ня, ко-ге-рент-ність ко-ле-ба-ний Н. не мо-же бути ви-со-кою.

Третє від-ли-ність Н. від зви-но-го лазера за-клю-ча ет ся в тому, що свій ст ва ак-тив-го се-ди Н. су ще ст-вен -но ме-ня-ють-ся під впли-я-ні-му на-но-ре-зо-на-то-ра. Для мо-ле-кул ак-тив-го се-ди, ко-то-які оп-ти-че-скі свя-за-ни з на-но-ре-зо-на-то-ром, ве-ро -ят-ність спон-тан-но-го пе-ре-хо-да з воз-бу-ж-Ден-но-го рівня-ня ока-зи-ва-ет-ся за-мет-но (до НЕ -сколь-ких со-тен раз) ви-ше, ніж для тих же мо-ле-кул в воз-бу-ж-Ден-ном со-стоячи-ванні, але без впливав-ня на-но-ре-зо -на-то-ра. Цей еф-фект свя-зан з через ме-ні-ні-му пліт-но-сті со-стоячи-ний по-ля вблі-зи на-но-ре-зо-на-то-ра (еф-фект пар-сів-ла); ко-еф. умень-ше-ня ча-ме-ні жит-ні віз-бу-ж-Ден-но-го со-стоячи-ня на-зи-ва-ють ко-еф. Пар-сів-ла.

Чет-вёр-тое від-ли-ність з-сто-ит в тому, що Н. бу-ду-чи ге-ні-ра-то-ром ко-ге-рент-но-го елек-тро-маг- ніт-но-го по-ля, мо-же же не бути еф-ФЕК-тив-ним з-лу-ча-ті-лем. В за-ві-сі-мо-сти від кон-крет-ної то-по-ло-гии на-но-ре-зо-на-тор мо-же об-ла-дати власної. мо-да-ми, сла-бо свя-зан-ни-ми з мо-да-ми даль-ній зо-ни еле-тро-маг-ніт-но-го по-ля, - т. зв. тём-ні, або квад-ру-поль-ні, мо-ди. Ге-ні-ра-ція та-ких мод - уні-каль-ве свій ст у Н. ко-то-рої мо-же ис-поль-зо-вать-ся в оп-то-електро-трон- них чи-пах, над-пліт-них уст-рій-ст-вах па-ма-ти, а так-же в сен-со-рах разл. ти-па.

Н. мож-но ис-поль-зо-вать як ис точ-ник ко-ге-рент-но-го з-лу-че-ня в сис-те-мах над-пліт-ний про ра бот -ки ін-фор-ма-ції, як ис точ-ник све-та для біс-фо-но-вої спік-тро-ско-ПІІ, в ка-че-ст-ве ак-тив-но-го еле-мен-ту в разл. сен-со-рах. Для на-но-фо-то-ні-ки з-бре-ті-ня Н. по сте-пе-ні важ-но-сті срав-ні-мо з з-бре-ті-ні-му ла-зе ра для зви-ної оп-ти-ки.