"Fontes de luz coerente em escala nanométrica são importantes não só
para explorar fenômenos em pequenas dimensões, mas também para a
viabilização de componentes ópticos com dimensões que possam superar o
limite de difração da luz," disse Teri Odom, da Universidade
Northwestern, coordenadora da pesquisa.
Nanolaser plasmônico
A inovação foi possível graças a um trabalho anterior da equipe, que
revelou como construir dímeros de nanopartículas em um formato em laço,
similar ao nó de uma gravata.
Agora eles usaram esses dímeros como cavidade onde a luz fica
refletindo continuamente até gerar o laser.
Essas nanoestruturas metálicas permitem a emissão controlada dos
plásmons de superfície - oscilações coletivas de elétrons.
Quando se trata de confinar a luz, os plásmons não possuem limites
fundamentais em termos de dimensão, o que significa que os lasers
plasmônicos podem superar o índice de difração da luz.
O resultado é um nanolaser ainda menor do que o
menor laser semicondutor do mundo, apresentado por uma equipe
internacional de físicos há alguns meses.
Múltiplos canais
Segundo os pesquisadores, a utilização da geometria em laço tem duas
vantagens significativas sobre experimentos anteriores com lasers
plasmônicos.
A primeira é que a estrutura é bem definida e bem formada, gerando um
efeito antena que cria um ponto de concentração electromagnética em um
volume muito preciso, de dimensões nanoscópicas.
A segunda é que a estrutura individual apresenta "perdas" metálicas
mínimas devido à sua geometria discreta.
"Nós também descobrimos, de forma surpreendente, que, quando
dispostos em uma matriz, os ressonadores 3-D em formato de laço podem
emitir luz em ângulos específicos de acordo com os parâmetros da rede",
disse Odom.
Isso abre a possibilidade de que os nanolasers sejam integrados de
forma muito densa, operando de forma controlada em múltiplos canais.
