物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室戴伦教授研究取得重要进展

中新社旧金山八月三十一日电(记者 刘丹): 美、中科学家联合研制出世界最小的半导体激光器。这项被称为“表面等离子体激光技术”的研究在激光物理学界堪称里程碑，于八月三十日在《自然》杂志上刊登，由加州大学伯克利分校华裔教授张翔率领的研究团队、北京大学戴伦教授及其博士生马仁敏共同完成。

激光科学在提供高功率、较快、较小的相干光源方面取得了成功。最近，可以达到衍射极限的微型激光器已经问世。 然而这种激光器在光学模式尺寸和物理器件维度上依然受到要大于光场半波长的限制。因此，要实现能够在远小于衍射极限的纳米尺度直接产生相干光场的超微型激光器依然存在挑战。一种途径是利用表面等离子体，它能够使光紧密地局域化。但是迄今为止，在光学频率上的欧姆损耗抑制了基于该方法的真正的纳米尺度激光器的实现。最近有理论工作预言：在一个混合等离子体波导中维持超小模式时，这样的损耗能够被大大降低。他们采用包含一根高增益CdS半导体纳米线、5nm厚的MgF2绝缘介质层和银表面的混合等离子体波导，从实验上演示了纳米尺度的等离子体激光。其产生的光学模式比衍射极限小100倍。光发射寿命的直接测量结果显示纳米线的激子自发发射速率增强了高达6倍。其原因来自强的模式限制和明显的无阈值激射特征。等离子体激光提供了探索光和物质相互作用的可能性, 在有源光子电路、 生物传感器和量子信息等领域开辟了新的道路。该工作于八月三十日在《自然》杂志上刊登 (Nature doi:10.1038/nature08364).