ساخت لیزر سازگار با بافت زنده

پرسش: ابعاد این لیزر به ۵۰ تا ۱۵۰ نانومتر می‌رسد که حدود یک هزارم ضخامت تار موی انسان است. این لیزر به دلیل ابعاد بسیار کوچک قادر است درون بافت زنده به خوبی کار کند و امکان شناسایی نشانه‌های زیستی بیماری‌ها و حتی درمان اختلالات عصبی عمیق مغز مانند صرع را فراهم سازد.

به گزارش پایگاه خبری ساینس دیلی، یکی از کاربردهای بالقوه این لیزر کوچک تصویربرداری از بافت زنده است. بخش عمده این لیزر از جنس شیشه است و امکان تحریک آن توسط پرتوهایی با طول موج‌های بلند نور و همچنین پرتوهایی با طول موج‌های کوتاه‌تر وجود دارد.

با وجود این که با پیشرفت فناوری، هر روز نیاز بیشتری به لیزرهای کوچک احساس می‌شود، ‌محققان به طور مستمر با کارآیی پایین‌تر این لیزرها در مقایسه با لیزرهای بزرگ مواجه می‌شوند. همچنین برای تامین توان این لیزرها به ناچار از طول موج‌های کوتاه‌تر مانند ماوراء‌بنفش استفاده می‌شود. 

اما این لیزر جدید با استفاده از پدیده بالادگرگونی فوتون (Photon upconversion)، هر دو مشکل را برطرف کرده است. در این پدیده فوتون‌های دارای انرژی پایین جذب و تبدیل به یک فوتون با انرژی بیشتر می‌شوند. در این تحقیقات کار با فوتون‌های کم انرژی مادون قرمز و سازگار با ساختارهای زنده آغاز شد و این فوتون‌ها به پرتوهای لیزر مرئی تبدیل شدند. لیزر به دست آمده قادر است با توان پایین کار کند و ارتفاع آن بسیار کوچکتر از طول موج نور است.

این لیزر کوچک قابلیت فعالیت در محیط‌های بسیار محدود مانند مدارهای کوانتومی و ریزپردازنده‌های مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی بسیار سریع و کم‌مصرف را دارد.

گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Materials منتشر شده است.

###