Nanolaser mangrupikeun jinis alat mikro sareng nano anu didamel tina bahan nano sapertos kawat nano salaku résonator sareng tiasa ngaluarkeun laser dina kaayaan photoexcitation atanapi éksitasi listrik.Ukuran laser ieu mindeng ukur ratusan microns atawa malah puluhan microns, sarta diaméterna nepi ka urutan nanometer, nu mangrupa bagian penting tina tampilan pilem ipis hareup, élmu optik terpadu jeung widang lianna.
Klasifikasi nanolaser:
1. Nanowire laser
Dina 2001, peneliti di Universitas California, Berkeley, di Amérika Serikat, nyiptakeun laser pangleutikna di dunya - nanolasers - dina kawat nanooptic ngan saperseribu panjang bulu manusa.laser ieu teu ngan emits lasers ultraviolét, tapi ogé bisa disetel ka emit lasers mimitian ti bulao kana ultraviolét jero.Panaliti ngagunakeun téknik standar anu disebut epiphytation berorientasi pikeun nyiptakeun laser tina kristal séng oksida murni.Aranjeunna mimiti "ngabudayakeun" kawat nano, nyaéta, kabentuk dina lapisan emas kalayan diaméter 20nm dugi ka 150nm sareng panjang kawat séng oksida murni 10.000 nm.Lajeng, nalika peneliti diaktipkeun kristal séng oksida murni dina kawat nano kalawan laser sejen di handapeun rumah kaca, kristal séng oksida murni dipancarkeun laser kalayan panjang gelombang ngan 17nm.Nanolasers sapertos kitu pamustunganana tiasa dianggo pikeun ngaidentipikasi bahan kimia sareng ningkatkeun kapasitas panyimpen inpormasi disk komputer sareng komputer fotonik.
2. Ultraviolét nanolaser
Saatos munculna laser mikro, laser mikro-disk, laser cincin mikro, sareng laser longsoran kuantum, kimiawan Yang Peidong sareng kolega-Na di Universitas California, Berkeley, ngadamel nanolaser suhu kamar.Nanolaser séng oksida ieu tiasa ngaluarkeun laser kalayan lebar garis kirang ti 0.3nm sareng panjang gelombang 385nm dina éksitasi cahaya, anu dianggap laser pangleutikna di dunya sareng salah sahiji alat praktis munggaran anu diproduksi nganggo nanotéhnologi.Dina tahap awal pangwangunan, panalungtik ngaduga yén nanolaser ZnO ieu gampang didamel, kacaangan anu luhur, ukuranana alit, sareng prestasina sami sareng atanapi langkung saé tibatan laser biru GaN.Kusabab kamampuan ngadamel susunan kawat nano dénsitas luhur, nanolaser ZnO tiasa ngalebetkeun seueur aplikasi anu teu mungkin ku alat GaAs ayeuna.Dina raraga tumuwuh lasers misalna, ZnO nanowire disintésis ku métode angkutan gas nu ngatalisan tumuwuhna kristal epitaxial.Mimiti, substrat inten biru dilapis ku lapisan pilem emas kandel 1 nm ~ 3.5nm, teras nahan kana kapal alumina, bahan sareng substrat dipanaskeun dugi ka 880 ° C ~ 905 ° C dina aliran amonia pikeun ngahasilkeun. Uap Zn, teras uap Zn diangkut ka substrat.Nanowires of 2μm ~ 10μm kalawan aréa cross-sectional héksagonal anu dihasilkeun dina prosés tumuwuhna 2min ~ 10min.Panaliti mendakan yén ZnO nanowire ngabentuk rongga laser alami kalayan diaméter 20nm dugi ka 150nm, sareng paling (95%) diameterna nyaéta 70nm dugi ka 100nm.Pikeun ngulik émisi anu dirangsang tina kawat nano, panalungtik sacara optik ngompa sampel dina rumah kaca kalayan kaluaran harmonik kaopat tina laser Nd: YAG (panjang gelombang 266nm, lebar pulsa 3ns).Salila évolusi spéktrum émisi, cahaya dilempengkeun ku paningkatan kakuatan pompa.Nalika lasing ngaleuwihan bangbarung ZnO nanowire (kira-kira 40kW / cm), titik pangluhurna bakal muncul dina spéktrum émisi.Lebar garis titik pangluhurna ieu kirang ti 0.3nm, nu leuwih ti 1/50 kirang ti lebar garis ti vertex émisi handap bangbarung.Garis lebar sempit ieu sareng paningkatan gancang dina inténsitas émisi nyababkeun para panaliti nyimpulkeun yén émisi anu dirangsang memang lumangsung dina kawat nano ieu.Ku alatan éta, susunan nanowire ieu bisa meta salaku resonator alam sahingga jadi sumber laser mikro idéal.Panaliti yakin yén nanolaser panjang gelombang pondok ieu tiasa dianggo dina widang komputasi optik, neundeun inpormasi sareng nanoanalyzer.
3. Kuantum ogé lasers
Sateuacan sareng saatos 2010, lebar garis anu dipasang dina chip semikonduktor bakal ngahontal 100nm atanapi kirang, sareng bakal aya ukur sababaraha éléktron anu gerak dina sirkuit, sareng paningkatan sareng panurunan éléktron bakal gaduh dampak anu ageung dina operasi éléktron. sirkuit.Pikeun ngajawab masalah ieu, kuantum well lasers dilahirkeun.Dina mékanika kuantum, médan poténsial anu ngahalangan gerak éléktron sareng ngakuantumkeunana disebut sumur kuantum.Konstrain kuantum ieu dipaké pikeun ngabentuk tingkat énergi kuantum dina lapisan aktif tina laser semikonduktor, ku kituna transisi éléktronik antara tingkat énergi mendominasi radiasi bungah tina laser nu, nu mangrupakeun laser sumur kuantum.Aya dua jinis laser sumur kuantum: laser garis kuantum sareng laser titik kuantum.
① garis kuantum laser
Élmuwan parantos ngembangkeun laser kawat kuantum anu 1,000 kali langkung kuat tibatan laser tradisional, nyandak léngkah anu ageung pikeun nyiptakeun komputer sareng alat komunikasi anu langkung gancang.Laser, anu tiasa ningkatkeun kagancangan audio, pidéo, Internét sareng bentuk komunikasi sanés dina jaringan serat optik, dikembangkeun ku élmuwan di Universitas Yale, Lucent Technologies Bell LABS di New Jersey sareng Max Planck Institute for Physics di Dresden, Jérman.Laser-kakuatan anu langkung luhur ieu bakal ngirangan kabutuhan pikeun Repeater anu mahal, anu dipasang unggal 80km (50 mil) sapanjang jalur komunikasi, deui ngahasilkeun pulsa laser anu kirang sengit nalika ngalangkungan serat (Repeater).
waktos pos: Jun-15-2023