Des caisses des supermarchés aux spectacles de lumière lors de concerts, les lasers sont partout, et ils sont une source de lumière beaucoup plus efficace que les ampoules à incandescence. Mais ils ne sont pas bon marché à produire.

Une nouvelle étude de la Northwestern University a mis au point une conception laser plus rentable qui produit un laser multicolore et offre un pas en avant dans les lasers à puce et la miniaturisation. Les résultats pourraient permettre crypté, codé, flux d'informations redondant et plus rapide dans les fibres optiques, ainsi que l'imagerie médicale multicolore des tissus malades en temps réel.

L'étude a été publiée le 10 juillet dans Nature Nanotechnologie .

« Dans notre travail, nous avons démontré que le laser multimodal avec contrôle des différentes couleurs peut être réalisé dans un seul appareil, " a déclaré l'auteur principal Teri W. Odom, un professeur de chimie Charles E. et Emma H. ​​Morrison au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. "Par rapport aux lasers traditionnels, notre travail est sans précédent pour son laser multimodal stable à l'échelle nanométrique et notre capacité à obtenir un contrôle détaillé et précis des faisceaux laser. »

Ce travail offre de nouvelles perspectives sur la conception et le mécanisme du laser multimodal à l'échelle nanométrique basé sur l'ingénierie structurelle et la manipulation des structures de bandes optiques des super-réseaux de nanoparticules. Grâce à cette technologie, les chercheurs peuvent contrôler la couleur et l'intensité de la lumière en faisant simplement varier l'architecture de sa cavité. Les super-réseaux de nanoparticules - des réseaux finis de nanoparticules métalliques regroupés en réseaux microscopiques - intégrés avec un gain de liquide offrent une plate-forme pour accéder à différentes couleurs avec des intensités réglables en fonction simplement des paramètres géométriques du réseau.

Cela contraste avec les lasers actuels qui font rebondir la lumière entre deux miroirs et sont optimisés grâce à beaucoup de soin et d'ingénierie pour garantir qu'une seule couleur - ou longueur d'onde - est émise. Actuellement dans l'industrie, la sortie laser multicolore n'est possible qu'en assemblant de nombreux lasers monochromes. Ce nouveau travail fournit une stratégie pour éliminer les processus de fabrication coûteux et pour produire directement de multiples, pics laser stables à partir d'un seul appareil. « Chez l'homme, notre perception du monde serait limitée si nous ne voyions que dans une seule couleur, " a déclaré Odom. " Plusieurs couleurs sont essentielles pour que nous puissions recevoir et traiter des informations en même temps, et de la même manière, les lasers multicolores ont le potentiel pour d'énormes avantages dans la vie quotidienne."

À l'avenir, Odom a déclaré qu'elle et son équipe souhaitaient concevoir des nanolasers blancs en recouvrant du bleu, longueurs d'onde verte et rouge simultanément. Leur approche doit leur permettre de changer la « blancheur » en contrôlant l'intensité relative du bleu, vert, canaux rouges. En outre, ce nouveau travail offre des possibilités de détection ultra-sensible dans les processus chimiques (différentes molécules peuvent être surveillées simultanément) et d'imagerie cellulaire in situ à plusieurs couleurs (différents marqueurs colorants seraient excités par différentes couleurs laser et différents processus biologiques peuvent être corrélés).