این لیزر فقط 50 تا 150 نانومتر ضخامت دارد، تقریباً 1 / 1000ام ضخامت یک موی انسان است. در این اندازه، لیزر می تواند در بافتهای زنده مناسب و حساس باشد، و این امکان وجود دارد که نشانگرهای بیولوژیکی بیماری را حس کند یا ممکن است اختلالات عصبی عمیق مغزی مانند صرع را درمان کند.
این نانو لیزر توسط محققان دانشگاه های شمال غربی و کلمبیا ساخته شده است، که مناسب برای تصویربرداری در بافتهای زنده می باشد. نه تنها بیشتر از شیشه ساخته می شود، که ذاتاً زیست سازگار است، لیزر همچنین می تواند با طول موج های طولانی تر از نور تحریک شود و در طول موج کوتاه تر ساطع شود.
“طری اودوم” Northwestern Northwest West که هدایت این تحقیق را بر عهده دارد، بیان میکند: “طول موج طولانی تر نور برای تصویربرداری مورد نیاز است، زیرا آنها می توانند دورتر از فوتونهای قابل مشاهده در بافتها نفوذ کنند.”
“ما یک سیستم نوری تمیز طراحی کرده ایم که بتواند به طور موثری نور لیزر قابل مشاهده را در عمق نفوذ قابل دسترس، برای طول موجهای طولانی تر ایجاد کند.”
این نانو لیزر همچنین می تواند در فضاهای بسیار محدود از جمله مدارهای کوانتومی و ریزپردازنده های الکترونیکی فوق سریع و کم مصرف کار کند.
این مقاله 23 سپتامبر 2019 در مجله Nature Material منتشر شد. اودوم همکاری با P. James Schuck را در دانشکده مهندسی دانشگاه کلمبیا انجام داد.
در حالی که بسیاری از برنامه ها نیاز به لیزرهای بسیار کوچک دارند، محققان بطور مداوم با همان مشکلات روبرو هستند. نانولیزرها نسبت به همتایان ماکروسکوپی خود کارآمد نیستند. و این لیزرها به طور معمول نیاز به طول موج های کوتاهتر، مانند نور ماوراء بنفش، برای تغذیه آنها دارند.
شوک، استادیار مهندسی مکانیک اظهار میکند: “این بسیار نامطلوب است، زیرا محیط های غیر متعارف که در آن افراد می خواهند از لیزرهای کوچک استفاده کنند، مستعد آسیب در برابر اشعه ماوراء بنفش و گرمای اضافی ناشی از عملکرد ناکارآمد هستند.”
Odom Schuck و تیمهایشان توانستند به نانو لیزری دست یابند که این مسائل را با استفاده از upconversion فوتون حل می کند. در فرایند تبدیل، فوتونهای کم انرژی جذب می شوند و با انرژی بالاتر به یک فوتون تبدیل می شوند.
در این پروژه، تیم با فوتونهای مادون قرمز کم مصرف “زیستی” شروع به کار کرده و آنها را به پرتوهای لیزر قابل رویت تبدیل می کند. لیزر حاصل می تواند تحت قدرت کم عمل کند و به طور عمودی بسیار کوچکتر از طول موج نور است.
Odom ،Charles و Emma H. Morriso، بیان کردند: “نانو لیزر ما شفاف است، اما می تواند فوتون های قابل مشاهده را ایجاد کند” وی ادامه داد: “موج پیوسته، با ویژگی های کم مصرف بودن، کاربردهای جدید بسیاری را باز خواهد کرد، به خصوص در تصویربرداری بیولوژیکی.”
شوک اذعان داشت: “به طرز حیرت انگیزی، لیزرهای کوچک ما با قدرت هایی کار می کنند که بسیار کوچکتر از هر لیزر موجود هستند.”
منبع:
مطالب تهیه شده توسط Northwestern University
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).