從水母的熒光蛋白，創造了新的激光！

從水母生長的細菌熒光蛋白被用來創建一個首次激光，根據一項新的研究。

突破是在所謂的極化激元的重大進展激光器研究人員說。這些激光器有可能遠比傳統的更高效、緊湊，可以打開量子物理學和光學計算的研究途徑，研究人員說。

傳統的極化激元激光器使用無機半導體需要被冷卻到非常低的溫度。最近的設計基於有機電子材料，如用於有機發光二極體（OLED）顯示，在室溫下操作，但需要由皮秒（一兆分之一秒的）光脈衝。

通過改造，徹底改變了生物醫學成像的熒光蛋白，並通過讓科學家監測過程的細胞內，團隊創建了一個極化激光器在室溫下操作，採用納秒脈衝只是納秒。

「一個合適的能量皮秒脈衝的一千倍更難做出比納秒脈衝，所以真的簡化了製作這些極化激元激光器相當顯著，」Malte Gather說，在聖安德魯斯在蘇格蘭和一個激光的發明者在大學物理與天文學院教授。

一種熒光蛋白激元激光器作用示意圖。由光和電子能量混合顆粒在一部影片中綠色熒光蛋白的活細胞產生的。

收集告訴生活科學，熒光蛋白被用作在活細胞標記或活組織之前，但現在研究人員已經開始使用他們的材料。」這項工作表明，其分子結構實際上是有利於在高亮度的要求，作業的第一時間為例，轉化為激光，」他說。

轉基因細菌

收集和同事從Wü民族和德累斯頓技術大學，在德國，轉基因大腸桿菌生產的增強型綠色熒光蛋白（EGFP）。

研究者們充滿了光學微腔與這種蛋白之前對他們進行「光抽運，在納秒閃光是用來使系統達到要求的能產生激光

重要的是，極化激射達到閾值後，抽更多的精力投入到了傳統的激光裝置。這有助於確定第一發射是由於極化激射，Gather說，這是其他方法使用有機材料已經無法證明為止。

傳統的激光器創造強烈的光束所利用的事實，光子可以通過所謂的「增益介質的激光激發原子放大。」這是典型的由無機材料，如玻璃、水晶或鎵基半導體

極化激光與傳統激光幾乎沒有區別，但物理過程，它依賴於一個量子現象產生的光放大。

反覆的吸收和增益介質中的原子或分子光子再發射產生的准粒子稱為極化。在一定的條件下，在傳統的激光所需要的能量水平達到同步的模式為聯合量子態稱為凝結水，它發出的光。

傳統的激光器需要超過半數的增益介質中的原子在產生激光進入興奮狀態。這是沒有的情況下，極化激元激光器，這意味著，在理論上，它們需要較少的能量被注入到系統，研究人員說。

激光的創新

據收集，一個新的方法的主要優點是：發光的蛋白質分子的一部分保護在納米尺度的圓柱殼，以防止它們互相干擾。

這解決了一直困擾著以前的設計的一個主要問題，STé番Ké娜科恩說，在加拿大理工學院é蒙特利爾鋁工程物理系助理教授，從事有機極化激元激光器但並未參與這項新研究。

「這使得激光操作與更長的泵的脈衝，這是更容易產生，可以簡單的實現，「Ké娜科恩告訴生活科學。」目前，許多挑戰依然存在，這種激光器是有用的因為[激勵]門檻很高，但它們是研究物理，通常只發生在超低溫度下的一個迷人的平台。」

收集說的基本物理提出改進設計最終應該允許閾值比以往大大降低極化激元激光器，這將使他們能夠更加高效、緊湊。

這使得新研究為光計算領域有前途，他說，和一個基於生物材料的微激光也可能被植入人體內的醫療應用。同時，他補充說，他們是研究量子物理的基本問題的一個有用的模型。

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