Инженеры из финского Университета Аальто разработали первый плазмонный нанолазер, который работает на частотах видимого диапазона и использует, так называемые, «темные решеточные моды» (dark lattice modes).

Нанолазер состоит из упорядоченного массива серебряных наночастиц. Каждая из которых имеет характерный размер около 100 нм и действует как миниатюрная антенна. Энергию накачки предоставляют нанесённые на серебряные частицы органические флюоресцентные молекулы, а обратная связь для лазерного сигнала обеспечивается излучательным взаимодействием между наночастицами (вместо зеркал в традиционных лазерах).

Главная проблема, с которой пришлось иметь дело создателям нанолазера, это очень короткое время захвата света в таком миниатюрном устройстве — волна успевает сделать всего несколько десятков или сотен колебаний. Финские учёные нашли остроумное решение: они заставили лазер излучать в «тёмном режиме», когда соседние антенны работают в противофазе и свет практически не выходит наружу.

"Тёмные режимы привлекательны для приложений, требующих низкого расхода энергии. Но без какого-нибудь трюка, лазер в тёмном режиме совершенно бесполезен, поскольку свет остаётся захвачен массивом наночастиц и не может его покинуть, — поясняет один из участников работы, Томми Хакала (Tommi Hakala).

В журнале Nature Communications финские учёные рассказали о найденном ими решении, основанном на использовании массива небольших размеров. Ближе к его границам наночастицы начинают вести себя как индивидуальные, нескомпенсированные антенны, и активно излучают лазерный свет в окружающую среду.

Это достижение открывает новые перспективы размещения быстродействующих когерентных источников излучения непосредственно в микросхемах.