Nanolaser është një lloj pajisje mikro dhe nano e cila është bërë nga nanomateriale të tilla si nanowire si rezonator dhe mund të lëshojë lazer nën fotografinë ose ngacmimin elektrik. Madhësia e këtij lazeri shpesh është vetëm qindra mikronë apo edhe dhjetëra mikronë, dhe diametri varet nga rendi nanometër, i cili është një pjesë e rëndësishme e ekranit të ardhshëm të filmit të hollë, optikës së integruar dhe fushave të tjera.
Klasifikimi i Nanolaser:
1. Lazer Nanowire
Në vitin 2001, studiuesit në Universitetin e Kalifornisë, Berkeley, në Shtetet e Bashkuara, krijuan lazerin më të vogël në botë-nanolasers-në telin nanooptik vetëm një mijë të gjatësisë së një flokësh të njeriut. Ky lazer jo vetëm që lëshon lazer ultravjollcë, por gjithashtu mund të akordohet për të lëshuar lazer duke filluar nga blu në ultravjollcë të thellë. Studiuesit përdorën një teknikë standarde të quajtur epifitim i orientuar për të krijuar lazerin nga kristalet e pastra të oksidit të zinkut. Ata së pari "të kulturuar" nanowires, domethënë, të formuar në një shtresë ari me një diametër 20nm deri 150nm dhe një gjatësi prej 10,000 nm telave të pastër të zinkut. Pastaj, kur studiuesit aktivizuan kristalet e oksidit të zinkut të pastër në nanowires me një lazer tjetër nën serë, kristalet e oksidit të zinkut të pastër lëshuan një lazer me një gjatësi vale vetëm 17nm. Nanolasers të tillë përfundimisht mund të përdoren për të identifikuar kimikatet dhe për të përmirësuar kapacitetin e ruajtjes së informacionit të disqeve kompjuterike dhe kompjuterëve fotonikë.
2. Nanolaser ultravjollcë
Pas ardhjes së mikro-lazerëve, lazerëve të mikro-diskut, lazerëve mikro-unaza dhe lazerëve kuantikë të ortekut, kimistit Yang Peidong dhe kolegëve të tij në Universitetin e Kalifornisë, Berkeley, bënë nanolasers të temperaturës së dhomës. Ky nanolaser i oksidit të zinkut mund të lëshojë një lazer me një gjerësi të linjës më të vogël se 0.3nm dhe një gjatësi vale prej 385nm nën ngacmim të dritës, i cili konsiderohet të jetë lazeri më i vogël në botë dhe një nga pajisjet e para praktike të prodhuara duke përdorur nanoteknologjinë. Në fazën fillestare të zhvillimit, studiuesit parashikuan që ky nanolaser ZnO është i lehtë për tu prodhuar, shkëlqim i lartë, madhësi e vogël dhe performanca është e barabartë me ose edhe më mirë se lazerët blu. Për shkak të aftësisë për të bërë vargje nanowire me densitet të lartë, nanolasers ZnO mund të hyjnë në shumë aplikacione që nuk janë të mundshme me pajisjet e sotme GAAS. Për të rritur lazer të tillë, nanowire ZnO sintetizohet me metodën e transportit të gazit që katalizon rritjen e kristalit epitaksial. Së pari, substrati i safirit është i veshur me një shtresë prej 1 nm ~ 3.5nm të trashë ari, dhe më pas vendoseni atë në një varkë alumine, materiali dhe substrati nxehen në 880 ° C ~ 905 ° C në rrjedhën e amoniakut për të prodhuar avull Zn, dhe pastaj zn avulli transportohet në substrat. Nanowires prej 2μm ~ 10μm me zonë kryqëzore gjashtëkagonale u krijuan në procesin e rritjes prej 2min ~ 10min. Studiuesit zbuluan se nanowire ZnO formon një zgavër natyrale lazer me një diametër 20nm deri 150nm, dhe shumica (95%) e diametrit të tij është 70nm deri 100Nm. Për të studiuar emetimin e stimuluar të nanowires, studiuesit pompuan optikisht mostrën në një serë me prodhimin e katërt harmonik të një lazer ND: YAG (gjatësi vale 266nm, gjerësi pulsi 3NS). Gjatë evolucionit të spektrit të emetimeve, drita është e lyer me rritjen e fuqisë së pompës. Kur laza tejkalon pragun e nanowire ZnO (rreth 40kW/cm), pika më e lartë do të shfaqet në spektrin e emisioneve. Gjerësia e linjës së këtyre pikave më të larta është më pak se 0.3nm, që është më shumë se 1/50 më pak se gjerësia e linjës nga kulmi i emisionit nën pragun. Këto gjerësi të ngushta të linjës dhe rritje të shpejtë të intensitetit të emetimeve i bënë studiuesit të konkludojnë se emetimi i stimuluar në të vërtetë ndodh në këto nanowires. Prandaj, kjo grup nanowire mund të veprojë si një rezonator natyror dhe kështu të bëhet një burim ideal mikro lazer. Studiuesit besojnë se ky nanolaser me gjatësi të shkurtër vale mund të përdoret në fushat e informatikës optike, ruajtjes së informacionit dhe nanoanalyzer.
3. Lasers Quantum Well
Para dhe pas vitit 2010, gjerësia e linjës e ngritur në çipin gjysmëpërçues do të arrijë 100nm ose më pak, dhe do të ketë vetëm disa elektrone që lëvizin në qark, dhe rritja dhe ulja e një elektroni do të ketë një ndikim të madh në funksionimin e qarkut. Për të zgjidhur këtë problem, lindi lazerët kuantikë të puseve. Në mekanikën kuantike, një fushë e mundshme që kufizon lëvizjen e elektroneve dhe i përcakton ato quhet një pus kuantik. Ky kufizim kuantik përdoret për të formuar nivele kuantike të energjisë në shtresën aktive të lazerit gjysmëpërçues, në mënyrë që tranzicioni elektronik midis niveleve të energjisë të mbizotërojë rrezatimin e ngacmuar të lazerit, i cili është një lazer kuantik i pusit. Ekzistojnë dy lloje të lazerëve të puseve kuantike: lazer të linjës kuantike dhe lazer me pika kuantike.
Lazer Lazer i linjës kuantike
Shkencëtarët kanë zhvilluar lazer me tel kuantik që janë 1.000 herë më të fuqishëm se lazerët tradicionalë, duke ndërmarrë një hap të madh drejt krijimit të kompjuterave më të shpejtë dhe pajisjeve të komunikimit. Laser, i cili mund të rrisë shpejtësinë e audios, videos, internetit dhe formave të tjera të komunikimit mbi rrjetet me fibra optike, u zhvillua nga shkencëtarët në Universitetin Yale, Lucent Technologies Bell Labs në New Jersey dhe Institutin Max Planck për Fizikë në Dresden, Gjermani. Këto lazer me fuqi më të lartë do të zvogëlojnë nevojën për përsëritës të shtrenjtë, të cilët instalohen çdo 80 km (50 milje) përgjatë vijës së komunikimit, duke prodhuar përsëri puls lazer që janë më pak intensivë ndërsa udhëtojnë nëpër fibra (përsëritës).
Koha e postimit: Qershor-15-2023