Ein Nanolaser hat alle typischen Eigenschaften eines Standardlasers, dh Licht wird durch die stimulierte Emission von Strahlung verstärkt. Der Hauptunterschied zu einem Nanolaser ist die Größe sowohl des Mechanismus als auch des emittierten Lichtstrahls. Die Vorsilbe „Nano“ leitet sich von einem griechischen Wort ab, das „Zwerg“ bedeutet. Dementsprechend ist ein Nanolaser viel kleiner als ein Standardlaser, sowohl in der Grundfläche als auch im emittierten Strahl. Tatsächlich sind die meisten Nanotechnologien oft zehn- oder hundertmal kleiner als herkömmliche Technologien.
Nanolaser verfügen über die Fähigkeit, den emittierten Lichtstrahl über die Beugungsgrenze des Lichts hinaus zu kondensieren oder einzuschränken. Als wissenschaftliches Konzept bezieht sich die Beugungsgrenze von Licht auf die Fähigkeit, Licht einzuschließen. Früher glaubten Wissenschaftler, dass Licht auf maximal die Hälfte seiner Wellenlänge beschränkt werden könnte. Diese Grenzen wurden als Beugungsgrenze des Lichts bezeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lasern können Nanolaser jedoch einen bis zu 100-mal kleineren Lichtstrahl als die Hälfte seiner Wellenlänge eingrenzen.
Laser funktionieren über eine komplexe Beziehung zwischen sichtbarem Licht, Photonen und Wellenlängen. Optische Resonatoren, die Komponenten, die zur Steuerung der Rückkopplung in einem Laser verwendet werden, werden benötigt, um die Schwingung von Photonen zu erzeugen, die erforderlich ist, damit der Laser Licht emittiert. Vor der Entwicklung von Nanolaser-Technologien wurde angenommen, dass die minimale Resonatorgröße die halbe Wellenlänge des Laserlichts beträgt. Durch die Verwendung von Oberflächenplasmonen anstelle von Photonen konnten die Entwickler den für Nanolaser erforderlichen Resonator verkleinern und so die kleinsten Laser der Welt schaffen.
Der erste funktionierende Nanolaser wurde 2003 entwickelt. Vorschläge und Vorschläge für Nanolaser-Technologien begannen Ende der 1950er Jahre, obwohl sich erste Miniatur-Plasmonenlaser als unpraktisch erwiesen. Seit 2003 haben zahlreiche Fortschritte und Verfeinerungen in der Nanolaser-Technologie zu immer kleiner werdenden Größen geführt. Ab 2011 war der kleinste Nanolaser als Spaser bekannt, wobei der Name eine Abkürzung für „Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ ist.
Anwendungen für diese winzigen Laser umfassen Computer, Unterhaltungselektronik, medizinische Anwendungen und Mikroskope, um nur einige zu nennen. Spaser zum Beispiel können so klein gemacht werden, dass sie in einen Computerchip passen, und ermöglichen die Informationsverarbeitung über Licht im Vergleich zu Elektronen. Ähnliche Nanotechnologien unter Verwendung von Halbleiterlasern, die zusammen als biomedizinische Mikrovorrichtungen bekannt sind, wurden entwickelt. Diese biomedizinischen Nanolasergeräte ermöglichen es Wissenschaftlern, mithilfe von Nanotechnologie Krebszellen von gesunden Zellen zu unterscheiden.