阿尔托大学
信用:CC0公共领域
阿尔托大学的最新研究显示，磁场可以用来开关纳米激光器
这一发现背后的物理学为开发不受外部干扰的光信号铺平了道路，从而带来了前所未有的信号处理鲁棒性
激光将光线聚集成非常明亮的光束，这些光束可用于各种领域，如宽带通信和医疗诊断设备
大约十年前，被称为等离子体纳米激光器的极小且快速的激光器被开发出来
这些纳米激光器潜在地比传统激光器更节能，并且在许多领域具有巨大优势——例如，纳米激光器提高了用于医学诊断的生物传感器的灵敏度
到目前为止，打开和关闭纳米激光器需要直接操作它们，要么是机械操作，要么是利用热和光
现在，研究人员找到了一种远程控制纳米激光器的方法
“这里的新奇之处在于，我们能够用外部磁场控制激光信号
阿尔托大学的塞巴斯蒂安·范·迪肯教授说:“通过改变磁性纳米结构周围的磁场，我们可以打开和关闭激光。”
该团队通过用不同于普通材料制造等离子体纳米激光器来实现这一点
他们使用磁性钴-铂纳米点代替通常的贵金属，例如金或银，这些纳米点在金和绝缘二氧化硅的连续层上形成图案
他们的分析表明，这种效应需要周期性阵列中纳米点的材料和排列
光子学朝着极其强大的信号处理方向发展 这种新的控制机制可能在一系列利用光信号的设备中被证明是有用的，但它对新兴的拓扑光子学领域的影响更令人兴奋
拓扑光子学旨在产生不受外部干扰的光信号
通过提供非常稳健的信号处理，这将在许多领域得到应用
范·迪肯解释说:“这个想法是，你可以创建特定的拓扑光学模式，这些模式具有特定的特征，允许它们被传输并免受任何干扰。”
“这意味着，如果设备有缺陷，或者因为材料粗糙，光线可以不受干扰地通过，因为它受到拓扑保护
" 到目前为止，使用磁性材料创建拓扑保护的光信号需要强磁场
新的研究表明，在这种情况下，磁性的影响可以使用一种特殊对称性的纳米粒子阵列出乎意料地放大
研究人员认为，他们的发现可以为新的、纳米级的、拓扑保护的信号指明方向
“通常，磁性材料会导致光的吸收和偏振发生非常微小的变化
在这些实验中，我们在光学响应方面产生了非常显著的变化——高达20%
这是前所未有的，”范·迪肯说
科学院教授佩维·托勒姆补充道，“这些结果对于实现拓扑光子结构具有巨大的潜力，其中磁化效应通过纳米粒子阵列几何形状的适当选择而被放大
" 研究结果发表在《自然光子学》上
这些发现是范·迪肯教授领导的纳米磁学和自旋电子学小组和托勒姆教授领导的量子动力学小组长期合作的结果，这两个小组都在阿尔托大学应用物理系
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