Ученые из Дармштадтского технического университета, Германия, разработали новый метод генерации лазерного света с настраиваемой длиной волны, а также возможность легко переключать лазер с одной длины волны на другую. В основе новых лазеров лежат квантовые точки – крошечные полупроводники, достаточно малые, чтобы проявлять собственные квантовые свойства. В число возможных приложений новой технологии входят биомедицина и нанохирургия.

Дармштадтские физики открыли явление, позволившее перевернуть физику полупроводниковых лазеров. Работа традиционного полупроводникового лазера обычно начинается с излучения фотонов, соответствующих переходу на самых низких энергетических уровнях. Коротковолновое излучение с переходами на высоких энергетических уровнях (и, следовательно, большой энергией фотонов) получается позже, когда ток накачки сильно превзойдет порог генерации лазера.

В рамках проекта «FAST-DOT» ученые из группы полупроводниковой оптики Института прикладной физики Дармштадтского технического университета под руководством профессора Вольфганга Эльзассера обнаружили, что при определенных обстоятельствах лазеры на квантовых точках способны излучать сначала коротковолновые фотоны с высокими энергиями, а потом уже длинно-волновые с низкими. Такая обратная иерархия позволит настраивать длину волны излучаемого света, варьируя свойства лазера. Более того, возможность переключаться между прямым и обратным методами излучения позволяет по желанию легко переходить с одной длины волны на другую.

В дальнейшем дармштадтские исследователи, занимающиеся проектом «FAST-DOT», намерены разработать более простые методы переключения между длинами волн и изучить физику открытого ими явления.

Лазеры на квантовых точках, излучающие серии импульсов с высокой частотой повторения, можно применять для модификации живых клеток, например совершая точно контролируемые разрезы в клеточных структурах, сводя к минимуму повреждения клетки. По мнению профессора Эльзассера, такие лазеры можно использовать в качестве высокоточных скальпелей.

По материалам ИнформНауки

Приложение к журналу «Российские нанотехнологии» – «В мире нано» № 5 2010 год.