9月24日消息，來自西北大學和哥倫比亞大學的研究人員開發(fā)出一種微小的納米激光，可以在活體組織內工作而不傷害它們。該激光僅僅50到150納米厚，大約是人類一根頭發(fā)厚度的千分之一。在這種尺寸下，激光可適應活體組織并發(fā)揮作用，具有探測疾病生物標志物的潛力，或者可能用于治療深度腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如癲癇。

開發(fā)的納米激光顯示出對活體組織成像的特殊前景。它不僅本質上主要是由生物相容的玻璃制成，而且激光還可以被較長波長的光激發(fā)并發(fā)出較短波長的光。

眾所周知，生物成像需要更長波長的光，因為它們比可見光更能穿透組織。但在同樣的深度區(qū)域，更短波長的光通常是可取的。科學家們設計了一個光學清潔系統(tǒng)，可以有效地傳輸可見光，穿透深度可以達到更長的波長。

納米激光器還可以在極其受限的空間中工作，包括用于超快和低功耗電子器件的量子電路和微處理器。

這篇論文發(fā)表在今天(9月23日)的《nature materials》雜志上。

雖然許多應用需要越來越小的激光器，但研究人員不斷遇到同樣的障礙:納米激光器的效率往往遠低于宏觀激光器。這些激光器通常需要更短的波長，比如紫外光，來為它們提供能量。這很糟糕，因為人們想要使用小型激光器的非常規(guī)環(huán)境很容易受到紫外線和低效操作產(chǎn)生的多余熱量的傷害。

科研團隊實現(xiàn)一個納米激光平臺，通過使用光子上轉換來解決這些問題。在上變頻中，低能量光子被吸收并轉換成一個具有較高能量的光子。在這個項目中，研究小組從低能量、“生物友好”的紅外光子開始，把它們上變頻成可見的激光束。所得到的激光器可以在低功率下工作，而且垂直方向比光的波長小得多。

微型激光器的功率比現(xiàn)有的任何激光器都要小幾個數(shù)量級。連續(xù)波、低功耗的特性將會開啟許多新的應用，尤其是在生物成像領域。