基于 DNA 的激光光纤中染料稳定化与波长可调性

基于生物材料的激光器因其在集成与瞬态光子学中的应用而受到越来越多的关注。DNA 作为光学生物聚合物与高发射染料结合，在这方面已被报道具有优异潜力；然而，实现基于固态 DNA 并塑造成不同几何形状以限制和增强发射的微型激光系统仍具挑战，且引起荧光增强的理化机制尚未完全明了。本文展示了一类基于 DNA 纳米纤维的可调谐波长激光器，其光学性质通过体系形貌得到高度控制。我们揭示了激光作用背后的协同效应。通过量子化学研究，我们表明 DNA 与包覆染料的交互导致扭转受阻并抑制了非辐射衰变通道。这与有效的波导传导、光学增益和定制的模式限制相结合，促进了基于 DNA 的纳米纤维中形貌可控的激光发射。该结果为开发基于 DNA 纳米结构的明亮可调纳米激光器与光学网络确立了设计准则。