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不傷活組織!納米級激光器用途廣

2019/9/29編輯:Ma Liang 人氣:1305

 美國研究人員開發出一種微型光泵浦激光器,可以在活組織內運行而不會對組織造成傷害。研究人員稱,這一新型設備拓寬了相干納米級光的應用范圍,有望在生物成像領域大顯身手。相關論文刊登在近日的《自然·材料》雜志上。

       小型化的光泵浦激光器具有很好的應用前景,可為量子光子學研究、體內細胞成像等應用生成相干光。但目前的納米級光泵浦激光器不僅效率低,且大都需要短波如紫外線來激勵,而一些非常規環境,如人體組織,非常容易受到紫外線和低效操作所產生的多余熱量的傷害,因而無法使用此類激光器。

       此次,由美國西北大學和哥倫比亞大學研究人員合作開發的等離激元—納米陣列上轉換激光器,有效克服了上述問題。該激光器利用光子上轉換機制,可以用較長波長的光激發,將低能量的“生物友好型”紅外光子上轉換為可見的激光束。除可用較長波光激發外,該激光器的閾值也極低,比任何現有激光器都要小一個數量級。

       新型激光器的厚度只有50—150納米,大約是人類頭發直徑的千分之一,可以在極為狹窄的空間,如量子電路和微處理器中運行。由于其主要是由具有生物兼容性的玻璃制成,所以可被安裝在活組織內并能正常工作,而不會對組織造成損害。這使其有望在生物成像領域大顯身手,幫助醫生感知疾病生物標志物或治療癲癇等神經系統疾病。

       研究人員指出,微型激光器具有廣闊的應用前景,但囿于穩定性等問題而受到限制,而他們開發的光泵浦激光器能在近紅外頻段下提供超穩定的定向輸出,大大拓寬了相干納米級光的應用范圍,從而有望讓一些以前無法實現的應用成為現實。

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(來源: 科技日報 )

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