微型激光器可在活組織內(nèi)發(fā)揮功用
美國研究人員開發(fā)出一種微型光泵浦激光器,可以在活組織內(nèi)運(yùn)行而不會對組織造成傷害。研究人員稱,這一新型設(shè)備拓寬了相干納米級光的應(yīng)用范圍,有望在生物成像領(lǐng)域大顯身手。相關(guān)研究論文23日刊登在《自然·材料》雜志上。
小型化的光泵浦激光器具有很好的應(yīng)用前景,可為量子光子學(xué)研究、體內(nèi)細(xì)胞成像等應(yīng)用生成相干光。但目前的納米級光泵浦激光器不僅效率低,且大都需要短波如紫外線來激勵,而一些非常規(guī)環(huán)境,如人體組織,非常容易受到紫外線和低效操作所產(chǎn)生的多余熱量的傷害,因而無法使用此類激光器。 此次,由美國西北大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)研究人員合作開發(fā)的等離激元—納米陣列上轉(zhuǎn)換激光器,有效克服了上述問題。該激光器利用光子上轉(zhuǎn)換機(jī)制,可以用較長波長的光激發(fā),研究人員將低能量的“生物友好型”紅外光子上轉(zhuǎn)換為可見的激光束。除可用較長波光激發(fā)外,該激光器的閾值也極低,比任何現(xiàn)有激光器都要小一個數(shù)量級。 新型激光器的厚度只有50至150納米,大約是人類頭發(fā)直徑的千分之一,可以在極為狹窄的空間,如量子電路和微處理器中運(yùn)行。因其主要是由具有生物兼容性的玻璃制成,所以可被安裝在活組織內(nèi)并能正常工作,而不會對組織造成損害。這使其有望在生物成像領(lǐng)域大顯身手,幫助醫(yī)生感知疾病生物標(biāo)志物或治療癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。 研究人員指出,微型激光器具有廣闊的應(yīng)用前景,但囿于穩(wěn)定性等問題而受到限制,而他們開發(fā)的光泵浦激光器能在近紅外頻段下提供超穩(wěn)定的定向輸出,大大拓寬了相干納米級光的應(yīng)用范圍,從而有望讓一些以前無法實現(xiàn)的應(yīng)用成為現(xiàn)實。 相關(guān)鏈接:https://www.nature.com/articles/s41563-019-0482-5 https://phys.org/news/2019-09-news-cutting-edge-laser-technology-skin.html 關(guān)鍵詞: 激光器
|