Pozoruhodné mikroskopické lasery
Mezinárodní tým vědců Lawrence Berkeley Lab na americké univerzitě
Berkeley vyvinul „mikrolasery", které jsou menší než červené krvinky.
Objev publikovaný v červnovém vydání Nature Nanotechnology otevírá
možnost zobrazování nebo ovládání biologické aktivity infračerveným
světlem a pro výrobu světelných počítačových čipů.
Tyto mikrolasery, které převádějí infračervené záření na světlo vyšších
frekvencí, patří mezi nejmenší nepřetržitě emitující lasery svého druhu,
které byly kdy vytvořeny. Mohou dlouhodobě a stabilně emitovat světlo.
Unikátní vlastnosti těchto laserů byly objeveny náhodně, když výzkumníci
zkoumali potenciál polymerních (plastových) perliček složených z
průsvitné látky, známé jako koloid, používané při zobrazování mozku.
Vědci zjistili, že polymerní perličky o Ø 5 µm smíchané s exotickými
nanočásticemi (natrium-fluorid yttritý s infúzí thulia, prvku ze skupiny
kovů známých jako lanthanoidy) mohou při vystavení infračervenému
světlu spolehlivě vyzařovat jasné světlo na specifických vlnových
délkách. Úprava umožňuje odrazit světlo kolem vnitřního povrchu korálku,
což vytváří kolize, které mohou opakovaně zesilovat světlo - jde to
podobný proces jako efekt „šeptající galerie", známý už z historických
staveb, který umožňuje slyšet tichý zvuk v obrovském prostoru se
správnou akustikou.
Dokonce i v hrubém stavu mohou „perličkové lasery“ pracovat nepřetržitě
nejméně po dobu 5 hodin, i když jsou ponořeny do biologických tekutin,
jako je krevní sérum nebo do jiného nedotčeného prostředí. Navíc se ani
rychle neopotřebovávají -výzkumníci zjistili, že korálky „vytažené z
police" jsou schopné i po měsících později fungovat jako lasery. A pokud
je potřeba lasery přesměrovat, je k tomu možné použít stejné
infračervené světlo, které by bylo použito pro jejich vybuzení.
Pro praktické využití bude potřeba ještě precizní nastavení procesu.
Vědci se ale stále zabývají tím, jak mohou vyladit prvky nanočástic a
upravit samotné perličky pro optimalizaci výkonu i pro určení laserového
světla, které získají. Důsledky by ale mohly mít dalekosáhlý význam
např. v možnostech využití pro řízení neuronové aktivity, jež by mohla
pomoci při onemocnění mozku, pro senzorovou techniku, která detekuje
chemické a environmentální změny, nebo pro vývoj nové generace optických
čipů.
Kamil Pittner
337
