激光小突破推动电讯大进展

第一个室温纳米线激光器发出的激光

澳大利亚国立大学的科学家在激光研究方面实现了一项突破，他们用纳米线制成了异常微小的室温激光器。据称这项突破将导致在15年内制成速度更快、重量更轻、价格更低的电脑。

The pattern of light emitted by the first room-temperature lasers made of nanowires
第一个室温纳米线激光器发出的激光 (Credit: ABC Licensed)
音频： 研究小组成员高强博士和博士研究生蒋念女士介绍室温纳米线激光器及其意义
国立大学物理和工程研究学院的一个研究小组用实验室生长的一种特殊的纳米线在室温条件下生成了激光。



研究小组成员塞克森纳介绍，这项成果对研制速度更快的电脑具有重大意义。目前全世界都在探索如何让电脑运转得更快，合乎逻辑的方向是用激光处理和传送信息，因为光速大大高于电子运动的速度。

然而目前研究所用的激光需要很多步骤才能产生足够好的能够放射激光的谐振腔和反射面。而国立大学研究人员采用的纳米线能简便快速生成激光。

参加研究的澳大利亚科学研究理事会高级研究员莫卡帕提女士说，他们用复盖着黄金微粒的材料作基质，在生长室中放入气体状态的镓和砷，并把生长室的温度提高到摄氏750度。

在这个温度下，这些元素开始产生反应，纳米线便开始生长。这种纳米线的直径只有几十亿分之一米，它的两端就像两面非常微小的镜子，使光在纳米线中往返运动，而砷化镓材料则能对光进行放大，于是就产生了激光。

研究小组负责人贾加迪士教授说，这种纳米线激光器是世界上最小的激光元件，而体积越小就意味着速度越快。

他说，此外，其他提高电脑速度的研究所用的激光都只能在很低的温度下产生，这就大大阻碍了这些激光元件的实用性。他的小组则用纳米线在室温条件下产生了激光，意味着这项技术可以应用到日常生活所用的装置上。

这种激光元件还可以当作晶体管使用。目前所有的电路中的晶体管都是水平分布的，而纳米线可以垂直分布，这就可以在很小的芯片中容纳更多的晶体管，进一步缩小电脑的体积。

研究小组中的华裔纳米材料专家高强博士对澳大利亚广播公司记者说，他们研制的这种纳米线激光器长度仅有6微米，直径大约300纳米，处于纳米范畴。这么小的室温纳米激光器还没有见过世界上有任何报道。

他说，这项技术对制造更高速更小型化电脑的意义目前还无法确定，因为当前的电脑仍然处于电子水平上，要实现光子电脑还需要很多其他相应的技术发展。不过这项研究成果可以立即应用在光缆通讯和使用激光器件的家用电器上。

研究小组成员、国立大学博士研究生蒋念女士对澳广记者说，他们制成纳米线室温激光器实际上是一个特别大的突破，因为这是第一次在室温下纳米线材料跟块体材料的性能接近了。

谈到这项突破的意义，蒋念女士说，当前的电子器件依靠电子传递信息，其主要问题之一是会产生热，耗费很多能源。而在十到二十年后，用纳米线激光器构成的光子器件有望取代电子器件，就能避免能源的耗费，同时能大幅度减小器件体积，提高信息传输速度。