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不伤活组织 纳米级激光器用途广

作者: 时间:2019-09-27 来源:
摘要:美国研究人员开发出一种微型光泵浦激光器,可以在活组织内运行而不会对组织造成伤害。研究人员称,这一新型设备拓宽了相干纳米级光的应用范围,有望在生物成像领域大显身手.........

美国研究人员开发出一种微型光泵浦激光器,可以在活组织内运行而不会对组织造成伤害。研究人员称,这一新型设备拓宽了相干纳米级光的应用范围,有望在生物成像领域大显身手。相关论文刊登在近日的《自然·材料》杂志上。

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小型化的光泵浦激光器具有很好的应用前景,可为量子光子学研究、体内细胞成像等应用生成相干光。但目前的纳米级光泵浦激光器不仅效率低,且大都需要短波如紫外线来激励,而一些非常规环境,如人体组织,非常容易受到紫外线和低效操作所产生的多余热量的伤害,因而无法使用此类激光器。

此次,由美国西北大学和哥伦比亚大学研究人员合作开发的等离激元—纳米阵列上转换激光器,有效克服了上述问题。该激光器利用光子上转换机制,可以用较长波长的光激发,将低能量的“生物友好型”红外光子上转换为可见的激光束。除可用较长波光激发外,该激光器的阈值也极低,比任何现有激光器都要小一个数量级。

新型激光器的厚度只有50—150纳米,大约是人类头发直径的千分之一,可以在极为狭窄的空间,如量子电路和微处理器中运行。由于其主要是由具有生物兼容性的玻璃制成,所以可被安装在活组织内并能正常工作,而不会对组织造成损害。这使其有望在生物成像领域大显身手,帮助医生感知疾病生物标志物或治疗癫痫等神经系统疾病。

研究人员指出,微型激光器具有广阔的应用前景,但囿于稳定性等问题而受到限制,而他们开发的光泵浦激光器能在近红外频段下提供超稳定的定向输出,拓宽了相干纳米级光的应用范围,从而有望让一些以前无法实现的应用成为现实。

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