Наноантенна позволяет усилить свет лазера в тысячу раз

Ученым из Университета Райс в Хьюстоне удалось получить эффект усиления в тысячу раз интенсивности лазерного света используя, так называемую, «наноантенну». Сердцем этого оптического усилителя являются два микроскопических конуса из золота, разделенные промежутком в одну стотысячную долю от толщины человеческого волоса. В точке межу этими золотыми конусами происходил «захват» фотонов света, пучок света фокусировался и усиливался. Ученый-физик Дуг Нэтелсон (Doug Natelson) считает, что эта технология может стать основой для создания новых типов оптических инструментов для использования в биохимических исследованиях, в промышленности, в системах шифрования данных и системах безопасности.

Фотоны лазерного света, проходящие сквозь промежуток, инициировали создание плазмонов, облаков из колеблющихся электронов, на поверхности золота, создавая в промежутке электрическое поле. «Плазмонные области на поверхности металла в тонком промежутке могут быть очень большими, гораздо больше, чем области на поверхности металла, облученного обычным светом» - рассказывает Нэтелсон. - «Здесь мы столкнулись с одной трудностью, никакими ранее известными методами нельзя было измерить величину плазмонных областей и коэффициент усиления светового потока».

Для реализации необходимых измерений ученые подали на золотые конусы импульсы электрического тока определенной формы и частоты, эти импульсы заставили электроны «перескакивать» через промежуток. Сравнивая низкочастотные изменения тока через промежуток, зависящего от интенсивности падающего лазерного света, с эталонным опорным сигналом, ученым удалось косвенным методом измерить коэффициент усиления света лазера.

«Причина, по которой мы занимаемся подобными исследованиями, кроется не только в области научных знаний» - рассказывает Нэтелсон. - «Имея оптические усилители с регулируемым коэффициентом усиления, можно реализовать много чего полезного и необходимого в областях нелинейной оптики и создании новых типов всевозможных датчиков».