激光從蛋白質(zhì)分子粗細(xì)的小孔穿過

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

　　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：“該研究打破了傳統(tǒng)意義上對激光極限的認(rèn)識，在生物學(xué)、通信和計算機(jī)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。”

　　在分子生物學(xué)上，納米級的激光可用于對DNA分子進(jìn)行探測和控制；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，包括激光在內(nèi)的電磁波最細(xì)只能聚焦到其波長的一半。經(jīng)過努力，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�，才將激光壓縮到幾十納米細(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。此后各國科學(xué)家開始競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以匯聚光線。

　　張翔和他的研究小組破解了這個難題。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5納米寬的縫隙。在這個結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的激光比其波長小20倍。由于光能主要集中在這個極為狹小的縫隙中，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)備的一個重要指標(biāo)，在這項研究中，研究人員在該設(shè)備5納米的間隙中測量到了6倍的自發(fā)輻射率。