Nanolaser, rezonator hökmünde nanowire ýaly nanomateriallardan ýasalan we fotosurat ýa-da elektrik tolgunmasy astynda lazer çykaryp bilýän mikro we nano enjamdyr.Bu lazeriň ululygy köplenç diňe ýüzlerçe mikron ýa-da onlarça mikron bolup, diametri geljekki inçe film displeýiniň, integral optikanyň we beýleki ugurlaryň möhüm bölegi bolan nanometr tertibine laýyk gelýär.
Nanolazeriň klassifikasiýasy:
1. Nanowire lazeri
2001-nji ýylda ABŞ-nyň Berkli Kaliforniýa uniwersitetiniň gözlegçileri nanooptik simde adam saçynyň uzynlygynyň müňden bir böleginde dünýäniň iň kiçijik lazerini - nanolazerleri döretdiler.Bu lazer diňe bir ultramelewşe lazerleri çykarman, eýsem gökden çuň ultramelewşe çenli lazerleri çykarmak üçin hem sazlanyp bilner.Gözlegçiler sap sink oksidi kristallaryndan lazeri döretmek üçin gönükdirilen epifitasiýa diýilýän adaty bir usuly ulandylar.Ilki bilen “medeniýetli” nanowirler, ýagny diametri 20nm-den 150nm we uzynlygy 10,000 nm arassa sink oksidi simleri bolan altyn gatlakda emele gelýär.Soňra, gözlegçiler nanowirlerde arassa sink oksidi kristallaryny teplisanyň aşagyndaky başga bir lazer bilen işjeňleşdirenlerinde, arassa sink oksidi kristallary tolkun uzynlygy bary-ýogy 17nm bolan lazeri çykardy.Şeýle nanolazerler ahyrsoňy himiki serişdeleri kesgitlemek we kompýuter diskleriniň we fotonik kompýuterleriň maglumat saklaýyş ukybyny ýokarlandyrmak üçin ulanylyp bilner.
2. Ultramelewşe nanolazer
Mikro-lazerler, mikro-disk lazerler, mikro halkaly lazerler we kwant göç lazerleri ýüze çykandan soň, himik Peang Peidong we Berkli Kaliforniýa uniwersitetindäki kärdeşleri otag temperaturasyny nanolazer etdiler.Bu sink oksidi nanolazer, dünýädäki iň kiçi lazer we nanotehnologiýa ulanyp öndürilen ilkinji amaly enjamlaryň biri hasaplanýan ýeňil tolgunma astynda 0,3nm-den pes tolkun uzynlygy we tolkun uzynlygy 385nm bolan lazeri çykaryp biler.Gözlegçiler ösüşiň başlangyç döwründe bu ZnO nanolazeriniň öndürilmeginiň aňsatdygyny, ýokary ýagtylygyny, kiçi göwrümini we öndürijiliginiň GaN gök lazerlerine deňdigini ýa-da has gowudygyny çakladylar.Nokary dykyzlykly nanowire massiwlerini ýasamak ukyby sebäpli, ZnO nanolazerleri häzirki GaAs enjamlary bilen mümkin bolmadyk köp sanly programmany girizip biler.Şeýle lazerleri ösdürmek üçin ZnO nanowire epitaksial kristalyň ösüşini katalizleýän gaz transport usuly bilen sintez edilýär.Ilki bilen ýakut substraty 1 nm ~ 3,5nm galyňlykdaky altyn plyonka bilen örtülendir we soňra alýumin gämisine goýulýar, ammiak akymynda material we substrat 880 ° C ~ 905 ° C çenli gyzdyrylýar. Zn bugy, soň bolsa Zn bugy substrata daşalýar.Altyburçly kesiş meýdany 2μm ~ 10μm bolan nanowirler 2min ~ 10min ösüş prosesinde döredildi.Gözlegçiler ZnO nanowiriniň diametri 20nm-den 150nm-e çenli tebigy lazer boşlugyny emele getirýändigini we diametriniň köpüsiniň (95%) 70nm-den 100nm aralygyndadygyny anykladylar.Nanowirleriň gyjyndyrylan zyňyndylaryny öwrenmek üçin gözlegçiler, Nd: YAG lazeriniň (266nm tolkun uzynlygy, 3ns impuls giňligi) dördünji garmoniki çykyşy bilen teplisada optiki nasos berdiler.Zyňyndy spektriniň ewolýusiýasy wagtynda nasos güýjüniň ýokarlanmagy bilen ýagtylyk bolýar.Lizing ZnO nanowire (takmynan 40kW / sm) çäkden geçende, iň ýokary nokat zyňyndy spektrinde peýda bolar.Bu iň ýokary nokatlaryň çyzygynyň ini 0,3nm-den pesdir, bu bosaganyň aşagyndaky zyňyndy nokadyndan çyzygyň ininden 1/50 azdyr.Bu dar çyzyklar we zyňyndy intensiwliginiň çalt ýokarlanmagy gözlegçiler, stimulirlenýän zyňyndy hakykatdanam bu nanowirlerde ýüze çykýar diýen netijä geldi.Şonuň üçin bu nanowire massiw tebigy rezonator hökmünde çykyş edip, ideal mikro lazer çeşmesine öwrülip biler.Gözlegçiler bu gysga tolkun uzynlygyndaky nanolazeriň optiki hasaplaýyş, maglumat saklaýyş we nanoanalizator ugurlarynda ulanylyp bilinjekdigine ynanýarlar.
3. Kwant guýy lazerleri
2010-njy ýyldan öň we soň ýarymgeçiriji çipde goýlan çyzygyň ini 100nm ýa-da ondanam az bolar, zynjyrda diňe birnäçe elektron hereket eder we elektronyň köpelmegi we peselmegi işleýşine uly täsir eder. zynjyr.Bu meseläni çözmek üçin kwant guýy lazerleri dünýä indi.Kwant mehanikasynda elektronlaryň hereketini çäklendirýän we olary bahalandyrýan potensial meýdana kwant guýusy diýilýär.Bu kwant çäklendirmesi ýarymgeçiriji lazeriň işjeň gatlagynda kwant energiýasynyň derejesini emele getirmek üçin ulanylýar, şonuň üçin kwant guýusy lazeri bolan lazeriň tolgundyrylan radiasiýasynda energiýa derejeleriniň arasyndaky elektron geçiş agdyklyk edýär.Kwant guýy lazerleriniň iki görnüşi bar: kwant çyzyk lazerleri we kwant nokat lazerleri.
① Kwant çyzykly lazer
Alymlar has çalt kompýuterleri we aragatnaşyk enjamlaryny döretmek ugrunda uly ädim ätip, adaty lazerlerden 1000 esse güýçli kwant sim lazerlerini döretdiler.Süýüm-optiki torlar arkaly ses, wideo, internet we beýleki aragatnaşyk görnüşleriniň tizligini ýokarlandyryp bilýän lazer, aleale uniwersitetiniň alymlary, Nýu Jersi ştatynyň “Lucent Technologies Bell LABS” we Draýzden Maks Plank fizika instituty tarapyndan döredildi, Germaniýa.Bu has güýçli lazerler, aragatnaşyk liniýasynyň boýunda her 80 km (50 mil) gurnalan gymmat bahaly Gaýtalaýjylara zerurlygy azaldar we süýümden (Gaýtalama) geçip barýarka az güýçli lazer impulslaryny öndürer.
Iş wagty: Iýun-15-2023