Ang Nanolaser ay isang uri ng aparato ng micro at nano na gawa sa mga nanomaterial tulad ng Nanowire bilang isang resonator at maaaring maglabas ng laser sa ilalim ng photoexcitation o electrical excitation. Ang laki ng laser na ito ay madalas na daan -daang mga microns o kahit na sampu -sampung microns, at ang diameter ay hanggang sa order ng nanometer, na isang mahalagang bahagi ng hinaharap na manipis na display ng pelikula, isinama na optika at iba pang mga patlang.
Pag -uuri ng Nanolaser:
1. Nanowire Laser
Noong 2001, ang mga mananaliksik sa University of California, Berkeley, sa Estados Unidos, ay lumikha ng pinakamaliit na laser sa buong mundo-nanolasers-sa nanooptic wire lamang ng isang libong ng haba ng isang buhok ng tao. Ang laser na ito ay hindi lamang naglalabas ng mga laser ng ultraviolet, ngunit maaari ring mai -tono upang maglabas ng mga laser mula sa asul hanggang sa malalim na ultraviolet. Gumamit ang mga mananaliksik ng isang karaniwang pamamaraan na tinatawag na oriented epiphytation upang lumikha ng laser mula sa purong zinc oxide crystals. Una silang "kultura" nanowires, iyon ay, nabuo sa isang layer ng ginto na may diameter na 20nm hanggang 150nm at isang haba ng 10,000 nm purong zinc oxide wires. Pagkatapos, kapag naaktibo ng mga mananaliksik ang purong zinc oxide crystals sa nanowires na may isa pang laser sa ilalim ng greenhouse, ang purong zinc oxide crystals ay naglabas ng isang laser na may haba ng haba na 17nm lamang. Ang nasabing mga nanolaser ay maaaring magamit upang makilala ang mga kemikal at pagbutihin ang kapasidad ng imbakan ng impormasyon ng mga disk sa computer at mga computer na photonic.
2. Ultraviolet nanolaser
Kasunod ng pagdating ng mga micro-laser, micro-disk lasers, micro-ring lasers, at mga dami ng avalanche lasers, chemist na si Yang Peidong at ang kanyang mga kasamahan sa University of California, Berkeley, ay gumawa ng temperatura ng mga temperatura sa silid. Ang zinc oxide nanolaser na ito ay maaaring maglabas ng isang laser na may isang linewidth na mas mababa sa 0.3Nm at isang haba ng haba ng 385Nm sa ilalim ng light excitation, na itinuturing na pinakamaliit na laser sa mundo at isa sa mga unang praktikal na aparato na ginawa gamit ang nanotechnology. Sa paunang yugto ng pag -unlad, hinulaan ng mga mananaliksik na ang ZnO nanolaser na ito ay madaling gumawa, mataas na ningning, maliit na sukat, at ang pagganap ay katumbas o kahit na mas mahusay kaysa sa mga asul na laser ng GaN. Dahil sa kakayahang gumawa ng mga high-density nanowire arrays, ang ZnO nanolasers ay maaaring magpasok ng maraming mga aplikasyon na hindi posible sa mga aparato ng GAAS ngayon. Upang mapalago ang mga nasabing laser, ang ZnO nanowire ay synthesized ng paraan ng transportasyon ng gas na catalyzes epitaxial crystal growth. Una, ang subphire substrate ay pinahiran ng isang layer ng 1 nm ~ 3.5nm makapal na gintong pelikula, at pagkatapos ay ilagay ito sa isang bangka ng alumina, ang materyal at ang substrate ay pinainit sa 880 ° C ~ 905 ° C sa daloy ng ammonia upang makabuo ng singaw ng Zn, at pagkatapos ang singaw ng Zn ay inilipat sa substrate. Ang mga nanowires ng 2μm ~ 10μm na may hexagonal cross-sectional area ay nabuo sa proseso ng paglago ng 2min ~ 10min. Natagpuan ng mga mananaliksik na ang ZnO nanowire ay bumubuo ng isang natural na lukab ng laser na may diameter na 20nm hanggang 150nm, at karamihan (95%) ng diameter nito ay 70nm hanggang 100nm. Upang pag -aralan ang pinasigla na paglabas ng mga nanowires, ang mga mananaliksik ay optically pumped ang sample sa isang greenhouse na may ika -apat na harmonic output ng isang nd: yag laser (266nm haba ng haba, 3NS pulso lapad). Sa panahon ng ebolusyon ng spectrum ng paglabas, ang ilaw ay naisahan sa pagtaas ng lakas ng bomba. Kapag ang lasing ay lumampas sa threshold ng ZnO nanowire (mga 40kW/cm), ang pinakamataas na punto ay lilitaw sa spectrum ng paglabas. Ang lapad ng linya ng mga pinakamataas na puntos na ito ay mas mababa sa 0.3nm, na higit sa 1/50 mas mababa kaysa sa lapad ng linya mula sa vertex ng paglabas sa ibaba ng threshold. Ang mga makitid na linewidth at mabilis na pagtaas ng intensity ng paglabas ay humantong sa mga mananaliksik na tapusin na ang stimulated na paglabas ay talagang nangyayari sa mga nanowires na ito. Samakatuwid, ang array ng Nanowire na ito ay maaaring kumilos bilang isang natural na resonator at sa gayon ay maging isang mainam na mapagkukunan ng micro laser. Naniniwala ang mga mananaliksik na ang maikling-haba ng nanolaser na ito ay maaaring magamit sa larangan ng optical computing, imbakan ng impormasyon at nanoanalyzer.
3. Quantum well laser
Bago at pagkatapos ng 2010, ang lapad ng linya na naka -etched sa semiconductor chip ay aabot sa 100nm o mas kaunti, at kakaunti lamang ang mga electron na lumilipat sa circuit, at ang pagtaas at pagbaba ng isang elektron ay magkakaroon ng malaking epekto sa pagpapatakbo ng circuit. Upang malutas ang problemang ito, ipinanganak ang dami ng mga laser. Sa mga mekanika ng dami, ang isang potensyal na patlang na pumipigil sa paggalaw ng mga electron at dami ng mga ito ay tinatawag na isang dami ng mahusay. Ang pagpilit ng dami na ito ay ginagamit upang mabuo ang mga antas ng enerhiya ng dami sa aktibong layer ng semiconductor laser, upang ang elektronikong paglipat sa pagitan ng mga antas ng enerhiya ay nangingibabaw sa nasasabik na radiation ng laser, na kung saan ay isang mahusay na laser. Mayroong dalawang uri ng dami ng mga laser ng dami: dami ng mga linya ng linya at mga laser ng dami ng dami.
① Laser ng Linya ng Quantum
Ang mga siyentipiko ay nakabuo ng mga dami ng wire wire na 1,000 beses na mas malakas kaysa sa tradisyonal na mga laser, na gumawa ng isang malaking hakbang patungo sa paglikha ng mas mabilis na mga computer at mga aparato sa komunikasyon. Ang laser, na maaaring dagdagan ang bilis ng audio, video, internet at iba pang mga anyo ng komunikasyon sa mga network ng hibla-optic, ay binuo ng mga siyentipiko sa Yale University, Lucent Technologies Bell Labs sa New Jersey at ang Max Planck Institute for Physics sa Dresden, Germany. Ang mga mas mataas na lakas na laser na ito ay mabawasan ang pangangailangan para sa mga mamahaling paulit-ulit, na naka-install tuwing 80km (50 milya) kasama ang linya ng komunikasyon, muli na gumagawa ng mga laser pulses na hindi gaanong matindi habang naglalakbay sila sa hibla (mga paulit-ulit).
Oras ng Mag-post: Hunyo-15-2023