新型的且能夠提供更廉價的多色光輸出的激光器設計

帶邊模式在波矢等於零或非零時為駐波模引起多模態納米激光產生的實驗和仿真結果

從超級市場的付款台的計數器到音樂會的燈光秀，激光無處不在，它們相比於白熾燈更為高效。但生產它們並不便宜。

西北大學（美國）的一項新的研究設計了一種更具成本效益的激光設計，它能夠輸出多色激光，並在基於芯片的激光器和小型化方麵邁出了一大步。這些發現可以使得允許光纖中的加密、編碼、冗餘和更快的信息流，以及實時的病變組織的多色醫學成像成為可能。

該研究於7月10日在NatureNanotechnology發表。“在我們的工作中，我們展示了可以在單個設備中實現對不同顏色的控製的多模式激光，”，資深作者Teri W. Odom，a Charles E.和西北大學位於魏恩貝格的藝術科學學院的化學教授Emma H. Morrison說到。“與傳統的激光器相比，我們的工作是前所未有的，因為它的穩定的多模態納米級激光發射和我們能夠對激光束進行細致和精細的控製。”

這項工作為基於結構工程和操縱納米顆粒超晶格的光學帶結構的多模式納米級激光器的設計和機製提供了新的見解。使用這項技術，研究人員可以通過簡單地改變其諧振腔結構來控製光的顏色和強度。納米顆粒超晶格-集成在微尺度陣列中的金屬納米粒子的有限陣列-與液體增益集成一個平台，該平台可以僅僅依賴於晶格的幾何參數就可以以獲得強度可調諧的不同激光顏色。

這與現有的激光器形成對比，現有激光器在兩個鏡子之間反射光線，並通過大量的考慮和工程設計來優化，以確保僅發出一種顏色或波長。目前在激光器行業中，多色激光輸出隻能通過組合許多個單色激光器實現。這項新的工作提供了一種消除昂貴的製造工藝並直接在單個器件產生多個穩定的激光峰值的策略。“在人類身上，如果我們隻用一種顏色‘看’世界，我們對世界的感知將會是有限的，”奧多姆說到。“多種顏色對於我們同時接收和處理信息至關重要，同樣地，多色激光器在日常生活中也具有巨大的優勢。”

在未來，奧多姆表示，她和她的團隊有興趣通過同時覆蓋藍色、綠色和紅色波長來設計白色納米激光器。他們的方法應該使得他們通過控製藍色、綠色和紅色通道的相對強度能夠改變“白色度”。此外，這項新研究為化學過程中的超靈敏感應（可以同時監測不同的分子）和多種顏色的原位細胞成像（不同的染料顏色將被不同的激光顏色和激發，不同的生物過程可以是相互關聯的）提供了可能性。

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