Инфракрасный оптический параметрический усилитель (Optical Parametric Amplifier, OPA) с настраиваемой частотой излучения сегодня стоит около 100 тыс. долл. и занимает значительную часть лабораторного стола. В противоположность этому, устройство, разработанное в лаборатории нанофотоники Университета Райса (LANP) и выполняющее те же функции, представляет собой одну плазмонную наночастицу диаметром около 400 нм — в 15 раз меньше эритроцита.

Параметрического усиление известно в электронике уже многие десятилетия. Эта техника предусматривает использование двух входных сигналов, слабого и сильного, причем «энергия накачки» сильного сигнала идёт на усиление слабого. «Оптические параметрические усилители работают не с электричеством, а со светом, — пояснила директор LANP Наоми Халас (Naomi Halas). В новом устройстве накачка производится лазером фиксированной длины волны, но частоту выходного сигнала можно менять.

Сферическая многофункциональная плазмонная частица, созданная в LANP, состоит из оптически нелинейного кристаллического материала (BaTiO3), заключённого в оптическую полость (слой золота толщиной 30 нм), и имеет сразу три резонансные частоты — сигнала, накачки и выходящего паразитного сигнала.

«Ранее уже демонстрировались инфракрасные нанолазеры, но, насколько нам известно, это первый настраиваемый наноисточник ИК-излучения», — заявила Халас в статье, опубликованной в онлайновом издании Nano Letters.