Нанолазер як навъ дастгоҳи микро ва нано мебошад, ки аз наноматериалҳо ба мисли наносим ҳамчун резонатор сохта шудааст ва метавонад лазерро дар зери ҳаяҷонангез ё барангезиши барқӣ барорад.Андозаи ин лазер аксар вақт танҳо садҳо микрон ва ҳатто даҳҳо микронро ташкил медиҳад ва диаметраш то фармоиши нанометрӣ аст, ки қисми муҳими намоиши филми тунуки оянда, оптикаи интегралӣ ва дигар соҳаҳо мебошад.
Таснифи нанозер:
1. Лазери нано сим
Соли 2001 муҳаққиқони Донишгоҳи Калифорнияи Берклии Иёлоти Муттаҳида хурдтарин лазери ҷаҳон - нанолазерҳоро дар сими нанооптикӣ ҳамагӣ як ҳазору ҳиссаи дарозии мӯи инсонро сохтанд.Ин лазер на танҳо лазерҳои ултрабунафш мебарорад, балки инчунин метавонад барои паҳн кардани лазерҳои аз кабуд то ултрабунафш чуқур танзим карда шавад.Муҳаққиқон барои сохтани лазер аз кристаллҳои оксиди руҳ аз як усули стандартӣ бо номи эпифитатсияи нигаронидашуда истифода карданд.Онҳо аввал нановимҳоро «культивация» карданд, яъне дар қабати тиллоии диаметри аз 20 то 150 нм ва дарозии 10 000 нм симҳои оксиди поки руҳ ба вуҷуд омадаанд.Сипас, вақте ки муҳаққиқон кристаллҳои оксиди руҳи холисро дар нановимҳо бо лазери дигаре дар зери гармхона фаъол карданд, кристаллҳои оксиди руҳ лазереро бо дарозии мавҷ ҳамагӣ 17 нм бароварданд.Чунин нанолазерҳоро дар ниҳоят метавонистанд барои муайян кардани кимиёвӣ ва беҳтар кардани қобилияти нигоҳдории иттилооти дискҳои компютерӣ ва компютерҳои фотоникӣ истифода баранд.
2. Нанозери ултрабунафш
Пас аз пайдоиши микро-лазерҳо, лазерҳои микро-диск, лазерҳои микро-ҳалқа ва лазерҳои тармаҳои квантӣ, кимиёшинос Янг Пейдонг ва ҳамкорони ӯ дар Донишгоҳи Калифорния, Беркли нанолазерҳои ҳарорати хонагӣ сохтанд.Ин нанолазери оксиди руҳ метавонад лазереро бо паҳнои хатти камтар аз 0,3 нм ва дарозии мавҷи 385 нм дар зери барангезиши рӯшноӣ барорад, ки хурдтарин лазер дар ҷаҳон ва яке аз аввалин дастгоҳҳои амалии бо истифода аз нанотехнология истеҳсолшуда маҳсуб мешавад.Дар марҳилаи ибтидоии рушд, муҳаққиқон пешгӯӣ карданд, ки ин нанолазери ZnO истеҳсоли осон, равшании баланд, андозаи хурд ва иҷроиш ба лазерҳои кабуди GaN баробар ё ҳатто беҳтар аст.Аз сабаби қобилияти сохтани массивҳои наносимҳои зичии баланд, нанолазерҳои ZnO метавонанд ба барномаҳои зиёде ворид шаванд, ки бо дастгоҳҳои имрӯзаи GaAs имконнопазиранд.Барои парвариши чунин лазерҳо, нанови ZnO бо усули интиқоли газ синтез карда мешавад, ки афзоиши кристаллҳои эпитаксиалиро катализ мекунад.Аввалан, субстрати сапфир бо қабати филми тиллои ғафси 1 нм ~ 3,5 нм пӯшонида мешавад ва сипас онро ба киштии гилхок гузоред, мавод ва субстрат дар ҷараёни аммиак то 880 ° C ~ 905 ° C гарм карда мешавад. Буғи Zn, ва баъд буғи Zn ба субстрат интиқол дода мешавад.Нановимҳои 2мкм ~ 10мкм бо масоҳати буриши шашкунҷа дар раванди афзоиши 2мин~10дақиқа тавлид шуданд.Муҳаққиқон муайян карданд, ки нанови ZnO як холигии лазерии табииро бо диаметри аз 20 нм то 150 нм ташкил медиҳад ва аксари (95%) диаметри он аз 70 то 100 нм аст.Барои омӯзиши партобҳои ҳавасмандшудаи нановимҳо, муҳаққиқон намунаро дар гармхона бо баромади чоруми гармоникии лазерии Nd: YAG (дарозии мавҷ 266 нм, паҳнои набзи 3 нс) ба таври оптикӣ насос карданд.Ҳангоми эволютсияи спектри эмиссия, рӯшноӣ бо афзоиши қувваи насос лампа мешавад.Вақте ки ламс аз ҳадди ниҳоии ZnO (тақрибан 40 кВт/см) зиёд мешавад, нуқтаи баландтарин дар спектри партовҳо пайдо мешавад.Паҳнои хати ин нуқтаҳои баландтарин камтар аз 0,3 нм аст, ки беш аз 1/50 аз паҳнои хат аз қуллаи партобҳо дар поёнтар аст.Ин паҳнои хатҳои танг ва афзоиши босуръати шиддатнокии партобҳо муҳаққиқонро ба хулосае овардаанд, ки партовҳои ҳавасмандшуда воқеан дар ин нановимҳо рух медиҳанд.Аз ин рӯ, ин массиви нано сим метавонад ҳамчун резонатори табиӣ амал кунад ва ба ин васила манбаи идеалии микро лазер гардад.Муҳаққиқон бар ин назаранд, ки ин нанолазери кӯтоҳмуддат метавонад дар бахшҳои ҳисоббарории оптикӣ, нигаҳдории иттилоот ва наноанализер истифода шавад.
3. Лазерҳои чоҳҳои квантӣ
Пеш аз соли 2010 ва баъд аз он, паҳнои хати дар чипи нимноқил сабтшуда ба 100 нм ё камтар мерасад ва дар занҷир танҳо чанд электрон ҳаракат хоҳад кард ва афзоиш ва камшавии электрон ба кори он таъсири калон мерасонад. схема.Барои ҳалли ин мушкилот лазерҳои чоҳи квантӣ ба вуҷуд омаданд.Дар механикаи квантӣ майдони потенсиалӣ, ки ҳаракати электронҳоро маҳдуд мекунад ва онҳоро квант мекунад, чоҳи квантӣ номида мешавад.Ин маҳдудияти квантӣ барои ташаккули сатҳҳои энергияи квантӣ дар қабати фаъоли лазери нимноқилӣ истифода мешавад, то гузариши электронии байни сатҳҳои энергия дар радиатсияи ҳаяҷонбахши лазер, ки лазери чоҳи квантӣ аст, бартарӣ дорад.Ду намуди лазерҳои чоҳи квантӣ мавҷуданд: лазерҳои хати квантӣ ва лазерҳои нуқтаи квантӣ.
① Лазери хатти квантӣ
Олимон лазерҳои сими квантиро таҳия карданд, ки нисбат ба лазерҳои анъанавӣ 1000 маротиба пурқувваттаранд ва дар роҳи сохтани компютерҳо ва дастгоҳҳои алоқаи тезтар қадами калон гузоштанд.Лазер, ки метавонад суръати аудио, видео, интернет ва дигар шаклҳои иртиботро тавассути шабакаҳои нахи оптикӣ афзоиш диҳад, аз ҷониби олимони Донишгоҳи Йел, Lucent Technologies Bell LABS дар Ню Ҷерсӣ ва Институти физикаи Макс Планк дар Дрезден таҳия шудааст. Олмон.Ин лазерҳои пуриқтидор эҳтиёҷ ба Repeaters гаронбаҳоро, ки дар ҳар 80 км (50 мил) қад-қади хати иртибот насб карда мешаванд, кам карда, боз импулсҳои лазериро ба вуҷуд меоранд, ки ҳангоми гузаштан аз нах (Repeaters) камтар шиддат мегиранд.
Вақти фиристодан: июн-15-2023