नानोलाजर एक प्रकारको माइक्रो र न्यानो यन्त्र हो जुन नानोवायर जस्ता न्यानोमटेरियलहरूबाट बनेको हुन्छ र यसले फोटोएक्सिटेशन वा विद्युतीय उत्तेजना अन्तर्गत लेजर उत्सर्जन गर्न सक्छ। यस लेजरको साइज प्रायः सयौं माइक्रोन वा दसौं माइक्रोन मात्र हुन्छ, र व्यास नैनोमिटर अर्डरसम्म हुन्छ, जुन भविष्यको पातलो फिल्म प्रदर्शन, एकीकृत अप्टिक्स र अन्य क्षेत्रहरूको महत्त्वपूर्ण भाग हो।
nanolaser को वर्गीकरण:
1. Nanowire लेजर
2001 मा, संयुक्त राज्य अमेरिकाको क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कलेका अन्वेषकहरूले मानव कपालको लम्बाइको एक हजारौं भाग मात्रै न्यानोप्टिक तारमा संसारको सबैभन्दा सानो लेजर - नानोलेजरहरू सिर्जना गरे। यो लेजरले पराबैंगनी लेजरहरू मात्र उत्सर्जन गर्दैन, तर नीलो देखि गहिरो पराबैंगनी सम्मका लेजरहरू उत्सर्जन गर्न पनि ट्युन गर्न सकिन्छ। शोधकर्ताहरूले शुद्ध जिंक अक्साइड क्रिस्टलबाट लेजर सिर्जना गर्न ओरिएन्टेड एपिफाइटेशन भनिने मानक प्रविधि प्रयोग गरे। तिनीहरूले पहिले "संस्कृति" नानोवायरहरू, अर्थात्, 20nm देखि 150nm व्यास र 10,000 nm शुद्ध जिंक अक्साइड तारहरूको लम्बाइ भएको सुनको तहमा बनाइयो। त्यसपछि, जब शोधकर्ताहरूले ग्रीनहाउस मुनि अर्को लेजरको साथ नानोवायरमा शुद्ध जिंक अक्साइड क्रिस्टलहरू सक्रिय गरे, शुद्ध जिंक अक्साइड क्रिस्टलले मात्र 17nm तरंग लम्बाइको लेजर उत्सर्जन गर्यो। त्यस्ता नानोलाजरहरू अन्ततः रसायनहरू पहिचान गर्न र कम्प्युटर डिस्क र फोटोनिक कम्प्युटरहरूको जानकारी भण्डारण क्षमता सुधार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।
2. पराबैंगनी nanolaser
माइक्रो-लेजरहरू, माइक्रो-डिस्क लेजरहरू, माइक्रो-रिंग लेजरहरू, र क्वान्टम हिमस्खलन लेजरहरूको आगमन पछि, क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कलेका रसायनज्ञ याङ पेइडोङ र उनका सहकर्मीहरूले कोठाको तापक्रम न्यानोलेजरहरू बनाए। यस जिंक अक्साइड नानोलाजरले प्रकाश उत्तेजना अन्तर्गत ०.३nm भन्दा कम लाइनविड्थ र ३८५nm तरंग लम्बाइ भएको लेजर उत्सर्जन गर्न सक्छ, जुन विश्वको सबैभन्दा सानो लेजर मानिन्छ र न्यानो टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर निर्मित पहिलो व्यावहारिक उपकरणहरू मध्ये एक हो। विकासको प्रारम्भिक चरणमा, अन्वेषकहरूले भविष्यवाणी गरे कि यो ZnO nanolaser उत्पादन गर्न सजिलो छ, उच्च चमक, सानो आकार, र प्रदर्शन GaN निलो लेजर भन्दा बराबर वा अझ राम्रो छ। उच्च-घनत्व nanowire arrays बनाउन सक्ने क्षमताको कारण, ZnO nanolaserहरूले धेरै अनुप्रयोगहरू प्रविष्ट गर्न सक्छन् जुन आजका GaAs यन्त्रहरूसँग सम्भव छैन। त्यस्ता लेजरहरू बढ्नको लागि, ZnO nanowire लाई ग्यास यातायात विधिद्वारा संश्लेषित गरिन्छ जसले एपिटेक्सियल क्रिस्टल वृद्धिलाई उत्प्रेरित गर्दछ। पहिले, नीलमणि सब्सट्रेटलाई १ nm ~ 3.5nm बाक्लो सुनको फिल्मको तहले लेपित गरिन्छ, र त्यसपछि यसलाई एल्युमिना डुङ्गामा राख्नुहोस्, सामग्री र सब्सट्रेटलाई अमोनिया प्रवाहमा 880 ° C ~ 905 ° C मा तताइन्छ। Zn स्टीम, र त्यसपछि Zn स्टीम सब्सट्रेटमा ढुवानी गरिन्छ। हेक्सागोनल क्रस-सेक्शनल क्षेत्रको साथ 2μm ~ 10μm को Nanowires 2min ~ 10min को वृद्धि प्रक्रियामा उत्पन्न गरियो। अन्वेषकहरूले फेला पारे कि ZnO nanowire ले 20nm देखि 150nm को व्यास संग प्राकृतिक लेजर गुहा बनाउँछ, र यसको व्यास को धेरै (95%) 70nm देखि 100nm छ। नानोवायरहरूको उत्तेजित उत्सर्जन अध्ययन गर्न, अन्वेषकहरूले एनडी: YAG लेजर (266nm तरंगदैर्ध्य, 3ns पल्स चौडाइ) को चौथो हार्मोनिक आउटपुटको साथ हरितगृहमा नमूनालाई अप्टिकल रूपमा पम्प गरे। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को विकास को समयमा, प्रकाश पम्प शक्ति को वृद्धि संग लंग छ। जब लेसिङले ZnO nanowire (लगभग 40kW/cm) को थ्रेसहोल्ड नाघ्छ, उत्सर्जन स्पेक्ट्रममा उच्चतम बिन्दु देखा पर्नेछ। यी उच्चतम बिन्दुहरूको रेखा चौडाइ 0.3nm भन्दा कम छ, जुन थ्रेसहोल्ड मुनि उत्सर्जन शीर्षबाट रेखा चौडाइ भन्दा 1/50 भन्दा कम छ। यी साँघुरो रेखा चौडाइ र उत्सर्जन तीव्रतामा तीव्र वृद्धिले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई निष्कर्षमा पुर्यायो कि उत्तेजित उत्सर्जन वास्तवमा यी नैनोवायरहरूमा हुन्छ। तसर्थ, यो nanowire array एक प्राकृतिक रेजोनेटर को रूप मा काम गर्न सक्छ र यसरी एक आदर्श माइक्रो लेजर स्रोत बन्न सक्छ। शोधकर्ताहरू विश्वास गर्छन् कि यो छोटो तरंग लम्बाइ नानोलाजर अप्टिकल कम्प्युटिङ, सूचना भण्डारण र न्यानोएनालाइजरको क्षेत्रमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
3. क्वान्टम वेल लेजरहरू
2010 भन्दा पहिले र पछि, सेमीकन्डक्टर चिपमा कोरिएको लाइन चौडाइ 100nm वा कम पुग्ने छ, र त्यहाँ केवल केही इलेक्ट्रोनहरू सर्किटमा चल्नेछन्, र इलेक्ट्रोनको वृद्धि र कमीले सञ्चालनमा ठूलो प्रभाव पार्नेछ। सर्किट। यो समस्या समाधान गर्न, क्वान्टम वेल लेजरहरू जन्मिएका थिए। क्वान्टम मेकानिक्समा, इलेक्ट्रोनहरूको गतिलाई सीमित गर्ने र तिनीहरूलाई परिमाणित गर्ने सम्भावित क्षेत्रलाई क्वान्टम वेल भनिन्छ। यो क्वान्टम अवरोध अर्धचालक लेजरको सक्रिय तहमा क्वान्टम ऊर्जा स्तरहरू बनाउन प्रयोग गरिन्छ, ताकि ऊर्जा स्तरहरू बीचको इलेक्ट्रोनिक संक्रमणले लेजरको उत्तेजित विकिरणमा हावी हुन्छ, जुन क्वान्टम वेल लेजर हो। क्वान्टम वेल लेजरहरू दुई प्रकारका हुन्छन्: क्वान्टम लाइन लेजरहरू र क्वान्टम डट लेजरहरू।
① क्वान्टम लाइन लेजर
वैज्ञानिकहरूले क्वान्टम तार लेजरहरू विकसित गरेका छन् जुन परम्परागत लेजरहरू भन्दा 1,000 गुणा बढी शक्तिशाली छन्, छिटो कम्प्युटर र सञ्चार उपकरणहरू सिर्जना गर्न ठूलो कदम चाल्दै। फाइबर अप्टिक नेटवर्कहरूमा अडियो, भिडियो, इन्टरनेट र सञ्चारको अन्य प्रकारको गति बढाउन सक्ने लेजरलाई येल विश्वविद्यालय, न्यू जर्सीको लुसेन्ट टेक्नोलोजी बेल ल्याब्स र ड्रेसडेनको म्याक्स प्लाङ्क इन्स्टिच्युट फर फिजिक्सका वैज्ञानिकहरूद्वारा विकसित गरिएको हो। जर्मनी। यी उच्च-शक्ति लेजरहरूले महँगो रिपीटरहरूको आवश्यकतालाई कम गर्नेछ, जुन संचार लाइनमा प्रत्येक 80km (50 माइल) स्थापित हुन्छन्, फेरि लेजर पल्सहरू उत्पादन गर्दछ जुन तिनीहरू फाइबर (रिपीटरहरू) मार्फत यात्रा गर्दा कम तीव्र हुन्छन्।
पोस्ट समय: जुन-15-2023