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研究人員用納米顆粒涂覆的微珠制作出連續(xù)發(fā)射的微型激光器 這些將紅外光轉(zhuǎn)換成更高頻率光的微型激光器是迄今為止報道的同類型中尺寸最小的連續(xù)發(fā)射激光器，而且即使浸入生物液體（如血清）中，也可以連續(xù)且穩(wěn)定地一次發(fā)光數(shù)小時。 這項由美國能源部勞倫斯伯克利實驗室（伯克利實驗室）的國際科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新技術(shù)，為利用紅外光成像或控制生物活性以及制造光基計算機芯片開辟了可能性。他們的發(fā)現(xiàn)在Nature Nanotechnology上發(fā)表的一篇論文（“Continuous-wave upconverting nanoparticle microlasers”）中被詳細闡述。  在左側(cè)圖中，由激光打擊的小珠（在圖像頂部顯示的黃色斑點處）產(chǎn)生圍繞珠子內(nèi)部（粉紅色環(huán)）循環(huán)的光學(xué)模式。在右側(cè)圖中，模擬了5微米（百萬分之五米）大小的微珠內(nèi)部的光場如何分布 這些橫截面直徑只有5微米（百萬分之一米）的激光器的獨特特性是研究人員們在研究聚合物（塑料）珠粒的潛力的過程中偶然發(fā)現(xiàn)的，所述聚合物珠粒由在腦部成像過程中使用的被稱為膠質(zhì)的透明物質(zhì)組成。 伯克利實驗室分子鑄造研究所的博士后研究員Angel Fernandez-Bravo是該研究的主要作者，他將珠粒與“摻雜”或嵌入銩的納米釔氟化納米顆�；旌显谝黄�，銩屬于被稱為鑭系元素中的一種金屬。Molecular Foundry是一個納米科學(xué)研究中心，向世界各地的研究人員開放。  用納米顆粒涂覆的5微米直徑聚苯乙烯珠粒的掃描電子顯微照片圖像（左圖）和顯示珠粒橫截面的透射電子顯微照片圖像（右圖），其中納米顆粒沿著其外表面。左側(cè)的比例尺為1微米，右側(cè)的比例尺為20納米 Molecular Foundry的科學(xué)家Emory Chan在2016年使用了計算模型來預(yù)測暴露于特定頻率的紅外激光的銩摻雜的納米顆�？梢砸员冗@種紅外光更高的頻率發(fā)射光，這是一種違反常理的“變頻”過程。 當時還是實驗室夏季本科實驗室實習(xí)（SULI）項目參與者的Elizabeth Levy注意到，涂有這些“升頻納米顆�！钡奈⒅橐苑浅Ｌ囟ǖ�波長或顏色發(fā)出意料之外的明亮光線。 “這些尖峰顯然是周期性的，并且顯然是可重復(fù)的，”Emory Chan說到，他與Foundry Staff科學(xué)家Jim Schuck（現(xiàn)在在哥倫比亞大學(xué)）和Bruce Cohen共同領(lǐng)導(dǎo)這項研究。 Chan和Levy觀察到的周期性尖峰是一種基于光的類似于所謂的“回音壁”的聲學(xué)效果，這種聲學(xué)效果會導(dǎo)致聲波沿著圓形房間的墻壁反彈，因此即使是聲音很小的耳語也能在房間的對面被聽到。例如，在19世紀后期在倫敦圣保羅大教堂的圓頂上觀察到這種回音壁效應(yīng)。 |
