Новости 17 апреля 2026

Российские физики создали самый маленький лазер в синем диапазоне

Ученые разработали нанолазер, который в 13 раз меньше куба длины волны излучения. Он работает в синем диапазоне (400–500 нм) и преодолевает дифракционный предел во всех трех измерениях.

Физики создали самый маленький лазер в синем диапазоне из всех известных на сегодня. Сотрудники ИТМО синтезировали нанокубоиды из перовскита CsPbCl₃ размерами 145 × 195 × 190 нм. Объем кубика — 0,005 мкм³, что примерно в 13 раз меньше куба длины волны излучения. До этого не существовало субволновых нанолазеров в синем спектре из‑за дифракционного предела.

Исследователи нанесли нанокубики на специальную подложку: серебряную пленку с тонким слоем Al₂O₃. Эта подложка усиливает оптические резонансы внутри кубика. Затем ученые охладили образцы до 80 K и возбудили короткими лазерными импульсами. Они наблюдали, как спонтанное свечение переходит в лазерную генерацию.

Излучение возникает за счет поляритонного лазирования. В перовските носители заряда существуют как связанные квазичастицы — экситоны. Денис Баранов из МФТИ построил теоретическую модель: он рассчитал оптические моды кубика с учетом сильной связи экситонов и фотонов. Эта связь формирует гибридные частицы — поляритоны. Лазирование происходит за счет конденсации поляритонов на нижнем энергетическом уровне.

Поляритонное лазирование требует гораздо меньше энергии, чем традиционный механизм. Порог накачки составляет около 10 мкДж/см². Пока максимальная эффективность достигается только при 80 K: при комнатной температуре экситоны диссоциируют. Авторы считают, что можно перейти к резонаторам из перовскитов с пониженной размерностью.

Новый лазер в десятки раз компактнее предыдущих аналогов. Он пригодится для сверхкомпактных источников оптического сигнала, оптических вычислений на чипе и фотонных ускорителей для систем ИИ. Ученые планируют интегрировать эти источники в фотонные интегральные схемы.

Подробности о разработке опубликованы в статье для журнала npj Nanophotonics. В работе участвовали специалисты ИТМО, МФТИ, Сколтеха, Физтеха им. Иоффе и Циндаоского центра инноваций (Китай).