Ngày nay, các laser phát xung ngắn có độ rộng xung trong khoảng picô-giây
(10-12 s) đến femtô-giây (10-15 s) đã trở thành các công cụ không thể thiếu tại các phòng
thí nghiệm trong và ngoài nước. Laser xung ngắn cho phép ta có thể quan sát được diễn
biến của các quá trình vật lý, phản ứng hóa học, diễn biến sinh học [1]. Mặc dù vậy,
các nghiên cứu phát triển môi trường hoạt chất có khả năng hoạt động laser vẫn đang
là một chủ đề hấp dẫn đối với các phòng thí nghiệm quang học và quang tử.
Trong hơn một thập kỷ gần đây, các thành tựu nghiên cứu vật liệu có cấu trúc
nano đã đặt nền móng cho một loạt các ứng dụng trong khoa học và đời sống. Mặc dù
một số tính chất đặc biệt của vật liệu nano đã được khảo sát nhưng việc tìm hiểu sâu
về tính chất vật lý, hóa học của vật liệu mới này vẫn đang lôi cuốn nhiều ngành khoa
học. Người ta thấy rằng khi kích thước của các vật liệu kim loại giảm xuống dưới quãng
đường tự do trung bình của điện tử tự do sẽ gây ra một hấp thụ mạnh từ vùng nhìn thấy
đến vùng hồng ngoại gần. Sự dao động tập thể của các điện tử tự do trên bề mặt của
các hạt nano kim loại dưới tác động của bức xạ điện từ được gọi là hiện tượng cộng
hưởng plasmon bề mặt [2]. Do đó, khi được kích thích bằng ánh sáng tử ngoại hoặc
nhìn thấy, các cấu trúc nano kim loại thể hiện một số hiện tượng hấp dẫn bao gồm: phát
quang, quang phi tuyến và tăng cường tán xạ Raman [3]. Hiệu ứng plasmon trong các
cấu trúc nano kim loại cho phép giải thích các hiện tượng liên quan đến sự giam giữ
ánh sáng ở thang nano-mét. Trong số các vật liệu nano đã được biết đến, các đặc tính
của hạt nano vàng có kích thước khác nhau đã và đang là đối tượng hấp dẫn đặc biệt
tại nhiều phòng thí nghiệm bởi vì: (1) khả năng dễ dàng tổng hợp bằng phương pháp
hóa học hoặc vật lý; (2) hoạt tính bề mặt cao; (3) có thể kiểm soát được kích thước hạt
và có thể chế tạo được các hạt này với kích thước có đường kính từ 1-100 nm sai lệch
trong khoảng ± 10 %; (4) có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu; (5)
phổ hấp thụ và tán xạ của vật liệu nano vàng nằm trong vùng khả kiến rất thuận lợi cho
nghiên cứu