激光從蛋白質(zhì)分子粗細的小孔穿過(guò)

　　美國加州大學(xué)伯克利分校制出世界最小半導體激光器，能使激光從一個(gè)蛋白質(zhì)分子粗細的小孔中穿過(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)：“該研究打破了傳統意義上對激光極限的認識，在生物學(xué)、通信和計算機領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。”

　　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的信息傳送速度和帶寬；在光學(xué)計算機領(lǐng)域對現有技術(shù)也有極大的促進(jìn)作用。

　　在傳統觀(guān)點(diǎn)看來(lái)，包括激光在內的電磁波最細只能聚焦到其波長(cháng)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(zhù)金屬表面傳播的方法，才將激光壓縮到幾十納米細，這種沿著(zhù)金屬表面傳播的電磁表面波就是表面等離子體。此后各國科學(xué)家開(kāi)始競相建造等離子體激光器，但由于金屬內在電阻的干擾，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(xiàn)。

　　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)結構中所產(chǎn)生的激光比其波長(cháng)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備的一個(gè)重要指標，在這項研究中，研究人員在該設備5納米的間隙中測量到了6倍的自發(fā)輻射率。