Nanolasery jsou lasery, které ke generování a zesilování světla využívají struktury milionkrát menší než milimetr, a laserové záření je generováno v extrémně malém objemu materiálu. To lze využít v celé řadě aplikací, problematická však byla jejich výroba.
Litevští odborníci z Kaunaské technologické univerzity (KTU — Kaunas University of Technology) a dalších institucí nedávno vyvinuli unikátní nanolaser. I když jsou jeho rozměry tak malé, že ho lze pozorovat pouze výkonným mikroskopem, přesto má značný potenciál. Nabízejí se aplikace v časné diagnostice vážných onemocnění, přenosu dat a komunikacích nebo třeba v bezpečnostních technologiích. Tento nanolaser by se také mohl stát užitečným nástrojem pro základní výzkum, který se zabývá studiem interakcí mezi světlem a hmotou.
Nanolasery nejsou úplnou novinkou. Tým, který vedl Mindaugas Juodėnas, však využil nový postup jejich výroby. Je založen na nanokostkách stříbra, které jsou uspořádány na templátu (matrici) a naplněné opticky aktivním materiálem. Tím vzniká mechanismus potřebný k vytvoření laseru. Během tohoto procesu se částice přirozeně uspořádají z kapalného média do předem vytvořené šablony. A pokud parametry šablony odpovídají optickým vlastnostem nanokrychlí, vzniká unikátní jev zvaný povrchová mřížková rezonance, který umožňuje efektivní generování světla v opticky aktivním médiu.
Zatímco konvenční lasery používají k vytvoření tohoto jevu zrcadla, nanolaser, který vynalezli vědci z KTU, místo toho používá povrch s nanočásticemi. „Když jsou stříbrné nanokostičky uspořádány v periodickém vzoru, světlo se mezi nimi zachytí. V jistém smyslu tento proces připomíná zrcadlovou halu v zábavním parku, ale v našem případě jsou zrcadly nanokostičky a návštěvník parku je světlo,“ vysvětluje Juodėnas.
Nanokostky stříbra jsou tvořeny extrémně malými monokrystalickými částicemi stříbra, v tomto případě o velikosti hrany 65 nm, s výtečnými optickými vlastnostmi.
Když jsou při výrobě laseru použity kvalitní, a přitom snadno dostupné nanomateriály, jako právě nanokostky stříbra, dostačuje pro provoz výsledného nanolaseru rekordně nízké množství energie. Takové nanolasery je rovněž možné vyrábět ve velkém. Jak podotýká Juodėnas, jimi využité nanokostky stříbra lze vytvářet po stovkách mililitrů.
V budoucnu by podobné nanolasery mohly sloužit jako zdroj záření v ultracitlivých biologických senzorech pro včasnou detekci nemocí nebo třeba při monitorování biologických procesů v reálném čase. Také je lze použít v miniaturních fotonických čipech a identifikačních technologiích.