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        激光從蛋白質(zhì)分子粗細(xì)的小孔穿過(guò)

        來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-09-04 16:04:08

          美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校制出世界最小半導(dǎo)體激光器,能使激光從一個(gè)蛋白質(zhì)分子粗細(xì)的小孔中穿過(guò)。該成果在激光物理學(xué)領(lǐng)域具有里程碑式的意義,將有可能開(kāi)創(chuàng)光學(xué)研究的新時(shí)代。

          加州大學(xué)伯克利分校納米科學(xué)與工程中心主任張翔(音譯)說(shuō):“該研究打破了傳統(tǒng)意義上對(duì)激光極限的認(rèn)識(shí),在生物學(xué)、通信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。”

          在分子生物學(xué)上,納米級(jí)的激光可用于對(duì)DNA分子進(jìn)行探測(cè)和控制;在通信領(lǐng)域可大幅提高基于光傳導(dǎo)的信息傳送速度和帶寬;在光學(xué)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)也有極大的促進(jìn)作用。

          在傳統(tǒng)觀點(diǎn)看來(lái),包括激光在內(nèi)的電磁波最細(xì)只能聚焦到其波長(zhǎng)的一半。經(jīng)過(guò)努力,科學(xué)家們找到了一種將電子和光子相互震蕩并讓其沿著金屬表面?zhèn)鞑サ姆椒ǎ艑⒓す鈮嚎s到幾十納米細(xì),這種沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶疟砻娌ň褪潜砻娴入x子體。此后各國(guó)科學(xué)家開(kāi)始競(jìng)相建造等離子體激光器,但由于金屬內(nèi)在電阻的干擾,表面等離子體在產(chǎn)生后極易衰減,研究人員不得不為此再制造磁場(chǎng)以匯聚光線。

          張翔和他的研究小組破解了這個(gè)難題。他們用比頭發(fā)絲還要細(xì)1000倍的硫化鎘納米絲在金屬銀的表面分隔出一個(gè)5納米寬的縫隙。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的激光比其波長(zhǎng)小20倍。由于光能主要集中在這個(gè)極為狹小的縫隙中,其在傳播中損耗也被降到了最低。自發(fā)輻射率的增加程度是衡量該設(shè)備的一個(gè)重要指標(biāo),在這項(xiàng)研究中,研究人員在該設(shè)備5納米的間隙中測(cè)量到了6倍的自發(fā)輻射率。

         

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