Nanolaser ni aina ya kifaa kidogo na nano ambacho kimetengenezwa kwa nanomatadium kama nanowire kama resonator na inaweza kutoa laser chini ya picha au uchochezi wa umeme. Saizi ya laser hii mara nyingi ni mamia tu ya microns au hata makumi ya microns, na kipenyo ni juu ya mpangilio wa nanometer, ambayo ni sehemu muhimu ya onyesho la filamu nyembamba ya baadaye, macho ya pamoja na uwanja mwingine.
Uainishaji wa nanolaser:
1. Nanowire Laser
Mnamo 2001, watafiti katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley, huko Merika, waliunda laser ndogo zaidi ulimwenguni-nanolasers-kwenye waya wa nanooptic elfu moja tu ya urefu wa nywele za mwanadamu. Laser hii haitoi tu lasers ya ultraviolet, lakini pia inaweza kuwekwa ili kutoa lasers kuanzia bluu hadi ultraviolet ya kina. Watafiti walitumia mbinu ya kawaida inayoitwa epiphytation iliyoelekezwa ili kuunda laser kutoka kwa fuwele safi za oksidi. Kwanza "walibuni" nanowires, ambayo ni, iliyoundwa kwenye safu ya dhahabu na kipenyo cha 20nm hadi 150nm na urefu wa waya 10,000 za zinki safi. Halafu, wakati watafiti walipoamsha fuwele safi za oksidi ya zinki kwenye nanowires na laser nyingine chini ya chafu, fuwele safi za oksidi zinc zilitoa laser na wimbi la 17nm tu. Nanolasers kama hizo zinaweza kutumiwa kutambua kemikali na kuboresha uwezo wa uhifadhi wa habari wa diski za kompyuta na kompyuta za picha.
2. Ultraviolet nanolaser
Kufuatia ujio wa lasers ndogo, lasers ndogo-diski, lasers ndogo-pete, na lasers ya quantum avalanche, duka la dawa Yang Peidong na wenzake katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley, walifanya nanolasers joto la kawaida. Nanolaser hii ya oksidi ya zinki inaweza kutoa laser na mstari wa chini ya 0.3nm na wimbi la 385nm chini ya uchochezi nyepesi, ambayo inachukuliwa kuwa laser ndogo zaidi ulimwenguni na moja ya vifaa vya kwanza vya vitendo vilivyotengenezwa kwa kutumia nanotechnology. Katika hatua ya kwanza ya maendeleo, watafiti walitabiri kwamba nanolaser hii ya ZnO ni rahisi kutengeneza, mwangaza wa hali ya juu, saizi ndogo, na utendaji ni sawa na au bora zaidi kuliko Gan Blue Lasers. Kwa sababu ya uwezo wa kutengeneza safu za juu za nanowire, nanolasers za ZnO zinaweza kuingia kwenye programu nyingi ambazo haziwezekani na vifaa vya leo vya GAAS. Ili kukuza lasers kama hizo, ZnO nanowire imeundwa na njia ya usafirishaji wa gesi ambayo inachochea ukuaji wa glasi ya epitaxial. Kwanza, sehemu ndogo ya sapphire imefunikwa na safu ya filamu ya dhahabu 1 nm ~ 3.5nm, na kisha kuiweka kwenye mashua ya alumina, nyenzo na sehemu ndogo huchomwa hadi 880 ° C ~ 905 ° C katika mtiririko wa amonia ili kutoa mvuke wa Zn, na kisha Zn husafirishwa kwenda kwa substrate. Nanowires ya 2μm ~ 10μm na eneo la sehemu ya sehemu ya hexagonal zilitolewa katika mchakato wa ukuaji wa 2min ~ 10min. Watafiti waligundua kuwa ZnO nanowire huunda cavity ya asili ya laser na kipenyo cha 20nm hadi 150nm, na zaidi (95%) ya kipenyo chake ni 70nm hadi 100nm. Kusoma uzalishaji wa nanowires, watafiti walisukuma sampuli hiyo katika chafu na pato la nne la maelewano ya ND: YAG laser (266nm wavelength, upana wa mapigo ya 3NS). Wakati wa mabadiliko ya wigo wa chafu, taa imejaa na kuongezeka kwa nguvu ya pampu. Wakati uporaji unazidi kizingiti cha ZnO Nanowire (karibu 40kW/cm), hatua ya juu zaidi itaonekana kwenye wigo wa chafu. Upana wa mstari wa alama hizi za juu ni chini ya 0.3nm, ambayo ni zaidi ya 1/50 chini ya upana wa mstari kutoka kwa vertex ya uzalishaji chini ya kizingiti. Hizi laini na kuongezeka kwa haraka kwa nguvu ya uzalishaji ilisababisha watafiti kuhitimisha kuwa uzalishaji uliochochea hufanyika katika nanowires hizi. Kwa hivyo, safu hii ya nanowire inaweza kufanya kama resonator ya asili na kwa hivyo kuwa chanzo bora cha laser. Watafiti wanaamini kuwa nanolaser hii fupi-wavelength inaweza kutumika katika uwanja wa kompyuta ya macho, uhifadhi wa habari na nanoanalyzer.
3. Quantum vizuri lasers
Kabla na baada ya 2010, upana wa mstari uliowekwa kwenye chip ya semiconductor utafikia 100nm au chini, na kutakuwa na elektroni chache tu zinazohamia kwenye mzunguko, na kuongezeka na kupungua kwa elektroni kutakuwa na athari kubwa kwenye operesheni ya mzunguko. Ili kutatua shida hii, lasers za quantum zilizaliwa. Katika mechanics ya quantum, uwanja unaowezekana ambao unazuia mwendo wa elektroni na kuziongeza huitwa vizuri. Shida hii ya quantum hutumiwa kuunda viwango vya nishati ya kiwango katika safu inayotumika ya laser ya semiconductor, ili mabadiliko ya umeme kati ya viwango vya nishati yanatawala mionzi ya kusisimua ya laser, ambayo ni laser ya quantum. Kuna aina mbili za lasers za quantum vizuri: lasers za quantum na lasers za dot.
① quantum line laser
Wanasayansi wameandaa lasers za waya za quantum ambazo zina nguvu mara 1,000 kuliko lasers za jadi, kuchukua hatua kubwa ya kuunda kompyuta haraka na vifaa vya mawasiliano. Laser, ambayo inaweza kuongeza kasi ya sauti, video, mtandao na aina zingine za mawasiliano juu ya mitandao ya nyuzi-macho, ilitengenezwa na wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Yale, Lucent Technologies Bell Labs huko New Jersey na Taasisi ya Max Planck ya Fizikia huko Dresden, Ujerumani. Lasers hizi zenye nguvu ya juu zinaweza kupunguza hitaji la kurudia kwa gharama kubwa, ambazo zimewekwa kila kilomita 80 (maili 50) kwenye mstari wa mawasiliano, tena hutengeneza mapigo ya laser ambayo hayana nguvu wakati wanasafiri kupitia nyuzi (kurudia).
Wakati wa chapisho: Jun-15-2023