レーザーはますます小型化、高出力化しています。今月初めには、史上初の原子スケールのレーザーが観測され、そして今、研究者たちは史上最小の通信周波数レーザーの開発を報告しています。このレーザーは、発生可能な光波の15分の1の大きさで、室温で動作します。
自身の波長よりも長い光を生成する小型レーザーは、量子電磁力学の基礎研究に利用できるだけでなく、チップベースの光通信や超高解像度イメージングといった実用的な用途にも利用できる可能性があります。レーザーは従来の半導体よりも高速に情報を伝送できるため、量子コンピュータ（もし量子コンピュータが実現可能であれば）よりも実用的かもしれません。
これらの新しいレーザーは、レーザー発振を開始するために高い閾値を必要としないため、その方向への効率的な一歩となります。閾値を完全になくすように設計することも可能です。
レーザー閾値とは、レーザーの出力が急激に増加するエネルギーレベルのことです。レーザー共振器（光波を増幅する場所）が非常に小さい場合、閾値エネルギーは非常に高くなければなりませんが、この入力エネルギーの多くは無駄になります。そのため、極小レーザーは実用的ではありません。この限界を超えるために、カリフォルニア大学サンディエゴ校のメルセデ・カジャビカン氏とその同僚は、円筒形の同軸配置を使用しました。同軸とは、壁からテレビまで伸びるケーブルのようなものです。カジャビカン氏とその同僚は、ナノスケールのレーザーを構築しました。この同軸配置により、レーザーを励起するために使用したより大きなレーザーのエネルギーをすべて捕捉することができ、効率が大幅に向上しました。
「これらのナノスケール共振器は、原子と場の相互作用によって新たな機能を生み出す他のQEDデバイスやメタマテリアルの開発のための強力なプラットフォームとなるはずだ」と著者らは述べている。この論文はNature誌に掲載された。
[BBC経由]
