芬兰阿尔托大学的新研究表明，可用磁场来打开和关闭纳米激光器。这一发现背后的物理学为不受外部干扰的光信号的发展铺平了道路，从而使信号处理能实现前所未有的鲁棒性。

激光将光聚集成极其明亮的光束，这些光束可用于各种领域，例如宽带通信和医疗诊断设备等。大约十年前，一种被称为等离子体纳米激光器被开发出来，它是一种极小的且快速的激光器。这些纳米激光器比传统激光器更节能，并且它们在许多领域都具有巨大优势。例如，纳米激光器提高了用于医疗诊断的生物传感器的灵敏度。

到目前为止，无论是机械的还是使用热或光的方法，打开和关闭纳米激光器都需要直接操纵它们。不过现在，研究人员已经找到了一种远程控制纳米激光器的方法。

阿尔托大学的Sebastiaan van Dijken教授说：“这种方法的新颖之处在于我们能够用外部磁场去控制激光信号。通过改变磁性纳米结构周围的磁场，我们可以实现打开和关闭激光。”

该团队通过使用与正常材料不同的材料来制造等离子体纳米激光器，并达成了上述这一目标。他们没有使用通常的贵金属(例如金或银)，而是使用磁性钴铂纳米点来代替。他们的分析表明，材料和纳米点在周期阵列中的排列都是产生这种效应所必需的。

新的控制机制可能在一系列利用光信号来控制的设备中被证明是有用的，但它对拓扑光子学这一新兴领域的影响更加令人兴奋。拓扑光子学旨在产生不受外部干扰的光信号。通过提供非常鲁棒的信号处理，它将在许多领域得到应用。

van Dijken教授解释说：“我们的想法是，你可以创建特定的拓扑光学模式，这些模式具有某些特性，允许它们被传输并免受任何干扰。这意味着如果设备存在缺陷或由于材料粗糙，光线可以不受干扰地通过它们，因为它受到了拓扑保护。”

到目前为止，使用磁性材料创建受拓扑保护的光信号需要强磁场。新的这一研究表明，使用具有特定对称性的纳米颗粒阵列可以意想不到地放大这种情况下的磁性效应。研究人员认为，他们的发现可以为新的纳米级拓扑保护信号指明方向。

van Dijken说：“通常情况下，磁性材料会导致光的吸收和偏振发生非常小的变化。在这些实验中，我们在光学响应中产生了非常显着的变化，而且高达20%。这是以前从未见过的。”

阿尔托大学Päivi Törmä教授补充说：“这些结果对于实现拓扑光子结构具有巨大潜力。在拓扑光子结构中，可以通过选择合适的纳米颗粒阵列几何结构来放大磁化效应。”

这些发现是阿尔托大学应用物理系van Dijken教授领导的纳米磁性和自旋电子学小组与Törmä教授领导的量子动力学小组长期合作的结果。（编译:Qtech）