Natuurkundigen van de Australian National University (ANU) hebben extreem krachtige microscopische lasers ontwikkeld die zelfs kleiner zijn dan de golflengte van het licht dat ze produceren.

Zogenaamde 'nanolasers' hebben een grote verscheidenheid aan medische, chirurgisch, industriële en militaire toepassingen, alles van ontharing tot laserprinters en nachtbewaking.

Volgens hoofdonderzoeker professor Yuri Kivshar, de door zijn team ontwikkelde nanolasers beloven nog krachtiger te zijn dan bestaande lasers, waardoor ze nuttig kunnen zijn in kleinere apparaten.

"Ze kunnen ook op een chip worden geïntegreerd, " hij zei.

"Bijvoorbeeld, ze kunnen direct op het uiteinde van een optische vezel worden gemonteerd om op een bepaalde plek in een menselijk lichaam te verlichten of te werken.

"Deze technologie gebruikt laserlicht in plaats van elektronica, een benadering die fotonica wordt genoemd. Het is spannend om te zien hoe dit kan worden gerealiseerd in alledaagse praktische apparaten, zoals mobiele telefoons."

Het team van professor Kivshar gebruikte een slimme truc om conventionele lasers aan te passen, die traditioneel een vorm van lichtversterkingsapparaat omvatten dat tussen twee spiegels is geplaatst. Terwijl het licht heen en weer kaatst tussen de twee spiegels, wordt het helderder en helderder.

In plaats van spiegels, het onderzoeksteam creëerde een apparaat dat werkt als "inside-out" ruisonderdrukkende hoofdtelefoons en dat energie vasthoudt en voorkomt dat deze ontsnapt. De gevangen lichtenergie bouwt zich op tot een sterke, goed gevormde laser.

Deze truc overwint een bekende uitdaging van nanolasers:energielekkage.

Om de laser te fabriceren, het team werkte samen met professor Hong-Gyu Park en zijn groep aan de Korea University.

De onderzoekers zeggen dat de efficiëntie van het apparaat hoog was - er was slechts een kleine hoeveelheid energie nodig om de laser te laten schijnen - met een drempel die ongeveer 50 keer lager was dan elke eerder gerapporteerde nanolaser en smalle straal.

Professor Kivshar zei dat de nieuwe laser voortbouwt op een kwantummechanische ontdekking die bijna 100 jaar geleden is gedaan.

"Deze wiskundige oplossing werd in 1929 gepubliceerd door Wigner en von Neumann, in een document dat destijds heel vreemd leek - het werd jarenlang niet uitgelegd, ' zei professor Kivshar.

"Nu is deze 100 jaar oude ontdekking de motor van de technologie van morgen."

Het onderzoek wordt gerapporteerd in Natuurcommunicatie .