Нанолазеры теперь не скованы дифракционным пределом

Группа исследователей из Технического университета Эйндховена (Нидерланды) и Университета штата Аризона (США) продемонстрировала самый тонкий в мире полупроводниковый лазер.

Минимальные линейные размеры лазеров, как считается, определяются длиной волны излучения (дифракционный предел); если принять ее за 1 500 нм и учесть показатель преломления, который в случае полупроводникового материала можно считать равным трем, окажется, что ширина (длина, высота) активного элемента должна превышать 250 нм.

Авторы рассматриваемой работы показали, что это ограничение можно обойти, используя в конструкции лазера сочетание полупроводников, диэлектриков и металлов. Ученые создали двойную гетероструктуру (см. рисунок) на основе фосфида индия InP и арсенида индия-галлия InGaAs толщиной около 80 нм, по бокам которой были расположены слои диэлектрика — нитрида кремния — толщиной 20 нм. Затем на подготовленные таким образом поверхности активного элемента было нанесено серебряное покрытие.

Сформированная структура исправно функционировала при температурах около 10 К; теперь исследователи пытаются найти способ получить лазерное излучение при комнатной температуре.

«Мы первыми преодолели ограничение на размеры нанолазеров, — с гордостью говорит один из авторов работы Цунь-Чжэн Нин (Cun-Zheng Ning). — Это важное достижение; перед нанолазерами открываются серьезные перспективы в электронике и медицине».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Optics Express.

Удивительно, но за последние дни это не первое сообщение о посрамлении краеугольного физического "ограничителя" - дифракционного предела. Например, самоорганизующиеся оптические линзы ученых из Южной Кореи и США позволили рассмотреть на изображении отдельные детали, размеры которых меньше половины длины волны падающего света.

Дмитрий Сафин, Компьюлента