带边模式在波矢等于零或非零时为驻波模引起多模态纳米激光产生的实验和仿真结果

从超级市场的付款台的计数器到音乐会的灯光秀，激光无处不在，它们相比于白炽灯更为高效。但生产它们并不便宜。

西北大学（美国）的一项新的研究设计了一种更具成本效益的激光设计，它能够输出多色激光，并在基于芯片的激光器和小型化方面迈出了一大步。这些发现可以使得允许光纤中的加密、编码、冗余和更快的信息流，以及实时的病变组织的多色医学成像成为可能。

该研究于7月10日在NatureNanotechnology发表。“在我们的工作中，我们展示了可以在单个设备中实现对不同颜色的控制的多模式激光，”，资深作者Teri W. Odom，a Charles E.和西北大学位于魏恩贝格的艺术科学学院的化学教授Emma H. Morrison说到。“与传统的激光器相比，我们的工作是前所未有的，因为它的稳定的多模态纳米级激光发射和我们能够对激光束进行细致和精细的控制。”

这项工作为基于结构工程和操纵纳米颗粒超晶格的光学带结构的多模式纳米级激光器的设计和机制提供了新的见解。使用这项技术，研究人员可以通过简单地改变其谐振腔结构来控制光的颜色和强度。纳米颗粒超晶格-集成在微尺度阵列中的金属纳米粒子的有限阵列-与液体增益集成一个平台，该平台可以仅仅依赖于晶格的几何参数就可以以获得强度可调谐的不同激光颜色。

这与现有的激光器形成对比，现有激光器在两个镜子之间反射光线，并通过大量的考虑和工程设计来优化，以确保仅发出一种颜色或波长。目前在激光器行业中，多色激光输出只能通过组合许多个单色激光器实现。这项新的工作提供了一种消除昂贵的制造工艺并直接在单个器件产生多个稳定的激光峰值的策略。“在人类身上，如果我们只用一种颜色‘看’世界，我们对世界的感知将会是有限的，”奥多姆说到。“多种颜色对于我们同时接收和处理信息至关重要，同样地，多色激光器在日常生活中也具有巨大的优势。”

在未来，奥多姆表示，她和她的团队有兴趣通过同时覆盖蓝色、绿色和红色波长来设计白色纳米激光器。他们的方法应该使得他们通过控制蓝色、绿色和红色通道的相对强度能够改变“白色度”。此外，这项新研究为化学过程中的超灵敏感应（可以同时监测不同的分子）和多种颜色的原位细胞成像（不同的染料颜色将被不同的激光颜色和激发，不同的生物过程可以是相互关联的）提供了可能性。

来源：实验帮