激光广泛运用于家用电器、医药、工业、电信等范畴。几年前，科学家们引进了纳米激光器这一概念。它们的规划类似于几十年来常用的根据异质结构的传统半导体激光器。不同之处在于，纳米激光器的空腔十分小，与它们发射的光的波长成正比。因为它们首要产生可见光和红外线，所以其巨细大约为百万分之一米。

　　激光广泛运用于家用电器、医药、工业、电信等范畴。几年前，科学家们引进了纳米激光器这一概念。它们的规划类似于几十年来常用的根据异质结构的传统半导体激光器。不同之处在于，纳米激光器的空腔十分小，与它们发射的光的波长成正比。因为它们首要产生可见光和红外线，所以其巨细大约为百万分之一米。

　　纳米激光器具有与微观激光器天壤之别的共同功能。但是，简直不或许确认在什么电流下纳米激光器的输出辐射是相干的;此外，关于实践运用，差异纳米激光器的两种状况是很重要的：在大电流下具有相干输出的实在激光效果和在低电流下具有非相干输出的类LED状况。莫斯科物理与技能研讨所的研讨人员开发了一种办法来确认在什么状况下纳米激光器可以被称为真实的激光器。这项研讨宣布在《光学快报Optics Express》上。

　　在不久的将来，纳米激光器将被集成到集成光学电路中，在集成光学电路中，它们将被用于新一代根据光子波导的高速互连，这将使CPU和GPU的功能进步几个数量级。相同，光纤互联网的呈现进步了连速度，一起也进步了动力功率。

　　到目前为止，这并不是纳米激光器仅有或许的运用。研讨人员现已在开发化学和生物传感器，仅仅是百万分之一米的尺度，而机械应力传感器只要几十亿分之一米小。纳米激光也有望用于控包含人类在内的活生物体的神经元活动。

　　图1.(A)传统微观激光器输出功率和(B)给定温度下典型纳米级激光器关于泵电流的依靠性关系。

　　为了使辐射源具有激光的特性，它需求满意许多要求，首要的一点是有必要发射相干辐射。与相干密切相关的一个共同特性是存在所谓的激光阈值。当泵浦电流低于这个阈值时，输出辐射大部分是自发的，其特性与传统的发光二极管(LED)的输出没有差异。但一旦到达阈值电流，辐射就会变得连接。在这一点上，传统的微观激光器的发射光谱缩小，其输出功率尖峰。后一种特性供给了一种确认激光阈值的简略办法，即经过研讨输出功率随泵电流的改变状况(上图A)。

　　许多纳米激光器的行为与传统的微观激光器相同，显示出阈值电流。但是，关于某些设备，激光阈值不能经过剖析输出功率与泵电流曲线来确认，因为它没有特别的特征，仅仅对数刻度上的一条直线(上图B)。这种纳米激光器被称为“无阈值激光器”，这就提出了一个问题：它们的辐射在什么电流下变得相干，或像激光相同?

　　答复这一问题的显办法是丈量相干度。但是，与发射光谱和输出功率不同，在纳米激光器的状况下很难丈量相干度，因为这需求可以以万亿分之一秒记载强度动摇的设备，这是纳米激光器内部进程产生的时间尺度。

　　莫斯科物理和技能研讨所的安德烈维什尼维和德米特里费迪亚宁发现了一种绕过技能上具有挑战性的直相干丈量的办法。他们开发了一种运用首要激光参数来量化纳米激光辐射相干度的办法。研讨人员宣称他们的技能可以确认任何纳米激光器的阈值电流(上图B)。他们发现，即便是一个“无阈值”的纳米激光器，实践上也有一个别离发光二极管和激光场的共同的阈值电流。发射的辐射在这个阈值电流以下是不相干的，在它上面是相干的。

　　令人惊奇的是，纳米激光器的阈值电流与输出特性或发射光谱的缩小没有任何关系，这是微观激光器中激光阈值的标志。图1b清楚地表，即便在输出特性中看到一个显的点，在更高的电流下也会产生到激光状况的改变。这是激光科学家们从纳米激光中无法意料的。

　　“咱们的核算表，在大多数关于纳米激光器的论文中，激光的作业机没有完成。尽管有研讨在输出特性的扭结点上进行丈量，但纳米激光发射是不相干的，因为实践的激光阈值是扭结值以上的数量级，”费迪亚宁弥补道：“一般，因为纳米激光的自加热，很难完成相干输出。”

　　因而，差异幻觉激光阈值与实践激光阈值是十分重要的。尽管相干丈量和核算都很困难，但维什涅维奇和费迪亚宁提出了一个简略的公式，可以运用于任何纳米激光。运用这个公式和输出特性，纳米激光工程师现在可以快速丈量他们所创立的结构的阈值电流(见图2)。

　　维什涅维奇和费迪亚宁陈说的研讨结果可以提早猜测纳米激光的辐射点，而不论其规划怎么共同。这将使工程师可以确认地开发具有预订特性和确保相干的纳米激光。

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