一项新研究显示，在细菌中生长的水母的荧光蛋白已被用来首次创建激光。
突破代表了所谓的北极星的重大进步激光研究人员说。研究人员说，这些激光器有可能比传统的激光更高效，更紧凑，并且可以在量子物理和光学计算方面开放研究途径。
使用无机半导体的传统极化激光器需要冷却至难以置信的低温。最新的设计基于有机电子材料，就像有机发光二极管（OLED）显示器中使用的那样，在室温下运行，但需要由picsecond（一千万千万千万秒）的光脉冲驱动。 [科学事实还是小说？ 10个科幻概念的合理性这是给出的
通过重新利用已经彻底改变生物医学成像的荧光蛋白，并允许科学家监视细胞内部的过程，该团队创建了一个极性激光器，该激光器在室温下以纳秒脉冲驱动的室温（仅十亿分之一）。
马尔特（Malte）在苏格兰圣安德鲁斯大学（University of Scotland of Scotland）的物理学和天文学学院的教授马尔特（Malte）说：“合适能量的皮秒脉冲比纳秒脉冲比纳秒脉冲要比纳秒脉冲更难以制造一千倍。”
聚集告诉现场科学，荧光蛋白已被用作活细胞中的标记或以前活着的组织，但是现在研究人员已经开始使用它们作为材料。他说：“这项工作首次表明它们的分子结构实际上有利于在高亮度下运行 - 例如，将它们变成激光器。”
转基因细菌
来自德国的温兹堡大学和德累斯顿技术大学的聚集和同事通过基因设计大肠杆菌细菌产生增强的绿色荧光蛋白（EGFP）。
研究人员在将光学微腔填充了该蛋白质之前，然后将其“光泵泵”填充，其中纳米秒光用于使系统达到所需产生激光光的能量。
重要的是，在达到极化激光的阈值后，将更多的能量泵入设备会导致常规激光。 Gather说，这有助于确认第一个发射是由于偏振顿的激光造成的，这是到目前为止使用有机材料的其他方法已经无法证明。
传统的激光器通过利用激光所谓的“增益培养基”中激发原子可以放大光子可以放大光子来创建其强烈的光束。这通常是由无机材料制成的，例如玻璃，晶体或炮基材料半导体。
Polariton Laser Light几乎与传统的激光光几乎没有区别，但是产生的物理过程依赖于量子现象来放大光。
在增益培养基中通过原子或分子对光子的重复吸收和重新排放会导致称为极性子的准粒子。在某些条件下 - 在达到常规激光所需的能级之前 - 极性子同步到关节量子状态称为冷凝物，它散发出激光。
传统的激光器需要增益培养基中超过一半的原子才能在产生激光光之前进入激发态。研究人员说，在北极星激光器中并非如此，这意味着，从理论上讲，它们需要更少的能量才能泵入系统。
激光创新
据《聚集》报道，新方法的关键优势之一是蛋白质分子的发光部分在纳米尺度的圆柱形壳中受到保护，这使它们无法彼此干扰。
加拿大PolytechniqueMontréal的工程物理学系助理教授StéphaneKéna-Cohen说，这克服了困扰先前设计的主要问题。
Kéna-Cohen告诉Live Science：“这使激光器可以使用更长的泵脉冲进行操作，这更容易生成并允许更简单的实现。” “目前，由于[激发]阈值如此之高，因此仍然存在许多挑战，但它们是研究通常仅在超高温度下发生的物理学的引人入胜的平台。”
GATHER说，基本的物理学表明，设计改进应最终允许比常规阈值低得多的极化激光器，这将使它们变得更有效和紧凑。
他说，这使得光学计算领域有希望的新研究，并且基于生物材料的微型激光也可能植入人体中以进行医疗应用。同时，他补充说，它们是研究量子物理学基本问题的有用模型。
这项新研究的结果今天（8月19日）在线发布杂志科学进步。
原始文章现场科学。
