据报道，澳大利亚莫纳什大学的科学家研发出了全球首个完全由碳基材料制成的等离子激光器。该技术有望在提高运行速度的同时，彻底改变电子产品的外形。未来，如名片般轻薄柔软的手机甚至能被直接印制在衣服上。
报道称，等离子激光器的大名叫表面等离子体激元纳米激光器（spaser），实际上是一种高效的纳米光源。它能够通过自由电子的振动发出光束，而不像传统激光器那样需要电磁波和占用巨大的空间。传统激光器的运行需要放大光子，而等离子激光器则是通过放大表面等离子体。等离子体的运用能够使其突破传统激光器的限制，速度更快、体积更小，让超高分辨率成像和微型光学电路成为现实。有研究称，这种电路比目前最快的硅基电路还要快上百倍。
负责此项研究的莫纳什大学电子和计算机系统工程学院（ECSE）博士盖鲁帕辛哈称，与半导体等离子激光器相比，碳基等离子激光器还将提供更多优势。
盖鲁帕辛哈说：“目前传统的等离子激光器大部分由金、银等金属纳米颗粒和半导体量子点制成，而我们的设备则由石墨烯谐振器和碳纳米管增益元件组成。使用碳意味着，这种激光器的效率更高、更柔软便携，能够在高温下工作，并且更加环保。根据这些特性，未来有望制造出能够直接印制在衣服上的微型手机。目前研究人员已经在纳米天线、电导体和波导上进行了测试。”
这项新研究还首次证实了石墨烯和碳纳米管之间可以交互并通过光进行能量传递。这种基于光的传导，速度极快还非常节能，特别适用于制造计算机芯片。因为具有极其卓越的机械、电气和光学性能，而且还是优良的热稳定材料，能够承受高温，石墨烯和碳纳米管能够完全胜任很多高效、轻量级的应用。以该技术为基础的高速芯片可以被用来替代目前大量使用的、基于晶体管的装置，如微处理器、存储器和显示器等。新技术能够轻易突破硅基材料目前所面临的小型化和带宽瓶颈。
盖鲁帕辛哈说，除了在计算机领域的应用外，这种激光器还有望在癌症的放射疗法上获得应用，结合纳米标记技术，石墨烯和碳纳米管产生的高强度电场能将癌细胞各个击破，而不伤及健康细胞。此外，在分子检测和高灵敏度生物医学测试上该技术也能一显身手。
“停留”光线等离子波导将带来激光工程大变革？
英国物理学家近日提出，一个简单的固态波导可以“停留”光线。研究人员表示，他们的设备虽然现在还只是建立于实验室，却可以直接作为电子和光学电路的接口。波导还可能引领新型激光器与分子成像系统的开发。
光子传播不同于以相速度传播的光线，它是以光线的群速度进行传播，这是独立波前的移动。也就是每束光线以独立波前通过的速度。如果你想要保留光脉冲，就必须要将此群速度降为零。原理上，这在光子晶体中可以实现，光子晶体是一种具有两种折射率的合成材料。然而，不可避免的，这种结构的不均匀性避免了光线在此种材料中完全“停留”。一个巧妙地改变是电磁感应透明，其中两束激光束抑制的电子跃迁使得某个频率的光被激发，从而使得材料透明。如果其中一台激光突然中止，光可以再材料内部被捕获并且在材料中储存超过一分钟同时自旋相干激发材料中的电子，然后当激光重启时才被释放。然而，这比喻得在接近于绝对零度的条件下进行，以保持自旋激发的相干完成。此外它并不是真正的储存光子而是保留另一种形式的光子信息。
复频率
现在OrtwinHess和他伦敦帝国学院的同事们公布了一项简单的方案。根据他们的计算，一个290纳米厚并附着500纳米铟锡氧化物的硅板可以支持复数形式的光学模式与频率。此外这些模式中的一个必须恰好为零的群速度。
一个实际的问题就是这些模式如何被激发，因为人们不能发射光线至零速度的波导。帝国学院的研究小组认为，解决之道在于一个事实，即零速度模式是漏模式，这意味着光在硅波导可以通过ITO以一种名为倏逝波的形式逃脱。这也许是一个普通的波导管的缺点，但现在研究人员却认为它正是它的优势。
“你可以同此方法来激发那么你就同样可以用此方法来受激”Hess解释道。他们的小组计算出近红外光以一个特定的角度照射在波导上会激发在ITO中的渐逝波。这个同时可以激发硅底板上所需的零速度模式。有趣的是，平板上的波导几乎没有色散，这就意味着它不仅不会向前传播，同时不同的波导也不会散开。这对于用波导传播光学数据的增强极为有用。
去加州
研究人员开始计划在加州验证这个假设。如果成功的话，Hess认为，这项工作将会引发新的应用。该小组目前正致力于一个微小的“停止光激光器”其中广德固定脉冲可以在无需谐振腔和镜面的情况下被泵浦和放大。更重要的是，将光线停留在一个地方会大量的增加其与物质的相互作用的概率。这可能会为光计算，高效太阳能电池，甚至生物分子成像带来新的方向。同时这也可能对创造出光量子记忆体有帮助。
麻省理工大学的NicholasFang赞扬了这项工作，“这是一个独特的使光线进入亚波长特点的方法”他说，“这可能是现在能设计的最小的光纤了”他特别印象深刻的是，这项技术不用任何特殊的材料就能实现“其核心是一个标准的硅材料并且光波导使用的是导电氧化物来记录光线，而这两种材料都是光电子产业中极其常见的。”
