Nanolaser minangka piranti mikro lan nano sing digawe saka bahan nano kayata nanowire minangka resonator lan bisa ngetokake laser ing photoexcitation utawa eksitasi listrik.Ukuran laser iki asring mung atusan microns utawa malah puluhan microns, lan diameteripun nganti urutan nanometer, kang minangka bagéyan penting saka tampilan film tipis mangsa, optik terpadu lan kothak liyane.
Klasifikasi nanolaser:
1. Nanowire laser
Ing taun 2001, peneliti ing Universitas California, Berkeley, ing Amerika Serikat, nggawe laser paling cilik ing donya - nanolasers - ing kabel nanooptik mung sepersewu dawa rambut manungsa.Laser iki ora mung ngetokake laser ultraviolet, nanging uga bisa disetel kanggo ngetokake laser saka biru nganti ultraviolet jero.Para peneliti nggunakake teknik standar sing diarani epiphytation berorientasi kanggo nggawe laser saka kristal seng oksida murni.Dheweke pisanan "ngkultur" kawat nano, yaiku, dibentuk ing lapisan emas kanthi diameter 20nm nganti 150nm lan dawane kabel seng oksida murni 10.000 nm.Banjur, nalika peneliti ngaktifake kristal seng oksida murni ing nanowires karo laser liyane ing omah kaca, kristal seng oksida murni mancaraken laser karo dawa gelombang mung 17nm.Nanolasers kasebut pungkasane bisa digunakake kanggo ngenali bahan kimia lan nambah kapasitas panyimpenan informasi saka disk komputer lan komputer fotonik.
2. Ultraviolet nanolaser
Sawise munculé laser mikro, laser mikro-disk, laser cincin mikro, lan laser longsoran kuantum, ahli kimia Yang Peidong lan kanca-kancané ing Universitas California, Berkeley, nggawe nanolaser suhu kamar.Nanolaser seng oksida iki bisa ngetokake laser kanthi lebar garis kurang saka 0.3nm lan dawane gelombang 385nm kanthi eksitasi cahya, sing dianggep minangka laser paling cilik ing donya lan salah sawijining piranti praktis pisanan sing diprodhuksi nggunakake nanoteknologi.Ing tataran wiwitan pembangunan, peneliti mbadek yen nanolaser ZnO iki gampang kanggo Pabrik, padhange dhuwur, ukuran cilik, lan kinerja padha utawa malah luwih apik tinimbang laser biru GaN.Amarga kemampuan kanggo nggawe susunan nanowire kapadhetan dhuwur, nanolaser ZnO bisa nglebokake akeh aplikasi sing ora bisa ditindakake karo piranti GaAs saiki.Kanggo tuwuh laser kuwi, ZnO nanowire disintesis dening cara transportasi gas kang catalyzes wutah kristal epitaxial.First, landasan sapir wis ditutupi karo lapisan saka 1 nm ~ 3.5nm film emas nglukis, lan banjur sijine iku ing prau alumina, materi lan landasan digawe panas kanggo 880 ° C ~ 905 ° C ing aliran amonia kanggo gawé. Uap Zn, banjur uap Zn diangkut menyang substrat.Nanowires saka 2μm ~ 10μm kanthi area salib heksagonal digawe ing proses pertumbuhan 2min ~ 10min.Peneliti nemokake yen ZnO nanowire mbentuk rongga laser alami kanthi diameter 20nm nganti 150nm, lan paling akeh (95%) diametere yaiku 70nm nganti 100nm.Kanggo nyinaoni emisi kawat nano sing dirangsang, para peneliti kanthi optik memompa sampel ing omah kaca kanthi output harmonik kaping papat saka laser Nd:YAG (panjang gelombang 266nm, lebar pulsa 3ns).Sajrone evolusi spektrum emisi, cahya lame kanthi nambah daya pompa.Nalika lasing ngluwihi ambang ZnO nanowire (bab 40kW / cm), titik paling dhuwur bakal katon ing spektrum emisi.Jembar garis titik paling dhuwur iki kurang saka 0.3nm, yaiku luwih saka 1/50 kurang saka jembar garis saka puncak emisi ing ngisor ambang.Garis lebar sing sempit lan intensitas emisi sing saya tambah cepet nyebabake para peneliti nyimpulake yen emisi sing dirangsang pancen kedadeyan ing kawat nano kasebut.Mulane, array nanowire iki bisa tumindak minangka resonator alam lan kanthi mangkono dadi sumber laser mikro becik.Para peneliti percaya yen nanolaser dawa gelombang cendhak iki bisa digunakake ing bidang komputasi optik, panyimpenan informasi lan nanoanalyzer.
3. Kuantum uga laser
Sadurunge lan sawise 2010, jembaré baris etched ing chip semikonduktor bakal tekan 100nm utawa kurang, lan bakal ana mung sawetara elektron obah ing sirkuit, lan Tambah lan nyuda saka elektron bakal duwe impact gedhe ing operasi saka sirkuit.Kanggo ngatasi masalah iki, laser sumur kuantum lair.Ing mekanika kuantum, lapangan potensial sing mbatesi obahe elektron lan ngitung jumlah kasebut diarani sumur kuantum.Watesan kuantum iki digunakake kanggo mbentuk tingkat energi kuantum ing lapisan aktif laser semikonduktor, supaya transisi elektronik antarane tingkat energi ndominasi radiation bungah saka laser, kang laser sumur kuantum.Ana rong jinis laser sumur kuantum: laser garis kuantum lan laser titik kuantum.
① Laser garis kuantum
Para ilmuwan wis ngembangake laser kawat kuantum sing kaping 1000 luwih kuat tinimbang laser tradisional, njupuk langkah gedhe kanggo nggawe komputer lan piranti komunikasi sing luwih cepet.Laser, sing bisa nambah kacepetan audio, video, Internet lan wangun komunikasi liyane liwat jaringan serat optik, dikembangake dening ilmuwan ing Universitas Yale, Lucent Technologies Bell LABS ing New Jersey lan Institut Max Planck kanggo Fisika ing Dresden, Jerman.Laser daya sing luwih dhuwur iki bakal nyuda kabutuhan Repeater sing larang, sing dipasang saben 80km (50 mil) ing sadawane jalur komunikasi, maneh ngasilake pulsa laser sing kurang kuat nalika lelungan liwat serat (Repeater).
Wektu kirim: Jun-15-2023