Нанолазер резонатор катары нано зым сыяктуу наноматериалдардан жасалган жана фотокозголгондо же электрдик дүүлүккөндө лазерди чыгара алган микро жана нано аппараттын бир түрү.Бул лазердин көлөмү көбүнчө жүздөгөн микрондор, ал тургай ондогон микрондор жана диаметри келечектеги жука пленка дисплейинин, интеграцияланган оптиканын жана башка тармактардын маанилүү бөлүгү болгон нанометр тартибине чейин.
Нанозерлердин классификациясы:
1. Nanowire лазер
2001-жылы Америка Кошмо Штаттарынын Калифорния университетинин изилдөөчүлөрү адам чачынын миңден бир бөлүгүн түзгөн нанооптикалык зымга дүйнөдөгү эң кичинекей лазерди – нанолазерлерди жасашкан.Бул лазер ультра кызгылт көк лазерлерди гана чыгарбастан, көк түстөн терең ультра кызгылт көккө чейин лазерлерди чыгарууга да ылайыкташтырылышы мүмкүн.Изилдөөчүлөр таза цинк оксидинин кристаллдарынан лазерди түзүү үчүн багытталган эпифитация деп аталган стандарттык ыкманы колдонушкан.Алар адегенде “маданияттуу” нано зымдарды, башкача айтканда, диаметри 20 нмден 150 нмге чейинки жана узундугу 10 000 нм таза цинк кычкыл зымдарынын алтын катмарында пайда болгон.Андан кийин изилдөөчүлөр нано зымдардагы таза цинк оксидинин кристаллдарын күнөскананын астындагы башка лазер менен иштеткенде, таза цинк оксидинин кристаллдары толкун узундугу 17 нм болгон лазерди чыгарышкан.Мындай нанолазерлерди акыры химиялык заттарды аныктоо жана компьютердик дисктердин жана фотоникалык компьютерлердин маалыматты сактоо сыйымдуулугун жакшыртуу үчүн колдонсо болот.
2. Ультрафиолет нанолазер
Микро-лазерлер, микро-диск лазерлери, микро-шакек лазерлери жана кванттык көчкү лазерлери пайда болгондон кийин, химик Янг Пейдонг жана анын Берклидеги Калифорния университетиндеги кесиптештери бөлмө температурасындагы нанолазерлерди жасашкан.Бул цинк оксидинин нанолазери жарыктын дүүлүгүүсүндө 0,3 нмден аз сызык узундугу жана 385 нм толкун узундугу менен лазерди чыгара алат, бул дүйнөдөгү эң кичинекей лазер жана нанотехнологияны колдонуу менен өндүрүлгөн алгачкы практикалык түзүлүштөрдүн бири болуп эсептелет.Иштеп чыгуунун баштапкы этабында изилдөөчүлөр бул ZnO нанолазерин өндүрүү оңой, жарыктыгы жогору, көлөмү кичине жана көрсөткүчү GaN көк лазерлерине барабар же андан да жакшыраак деп болжолдошкон.ZnO нанолазерлери жогорку тыгыздыктагы нанозым массивдерин жасоо мүмкүнчүлүгүнөн улам бүгүнкү GaAs аппараттары менен мүмкүн болбогон көптөгөн тиркемелерди киргизе алышат.Мындай лазерлерди өстүрүү үчүн ZnO нано зымдары эпитаксиалдык кристаллдын өсүшүн катализдөөчү газ ташуу ыкмасы менен синтезделет.Биринчиден, сапфир субстрат 1 нм ~ 3,5 нм калың алтын пленка катмары менен капталган, андан кийин алюминий кайыгына салып, материал жана субстрат аммиак агымында 880 ° C ~ 905 ° C чейин ысытылат. Zn буусу, андан кийин Zn буусу субстратка ташылат.2мин ~ 10мин өсүү процессинде алты бурчтуу кесилишинин аянты менен 2μm ~ 10μm нанозымдар түзүлдү.Изилдөөчүлөр ZnO nanowire 20nm 150nm диаметри менен табигый лазер көңдөйүн түзөт деп табылган, жана анын диаметри көбү (95%) 70nm 100nm түзөт.Нано зымдардын стимулдаштырылган эмиссиясын изилдөө үчүн изилдөөчүлөр Nd: YAG лазеринин төртүнчү гармоникалык чыгышы (266нм толкун узундугу, импульстун туурасы 3ns) менен күнөсканага үлгүнү оптикалык түрдө айдашты.Чыгаруу спектринин эволюциясы учурунда жарык насостун кубаттуулугунун көбөйүшү менен коштолот.Лазинг ZnO нано зымдын чегинен ашканда (болжол менен 40кВт/см), эмиссия спектринде эң жогорку чекит пайда болот.Бул эң жогорку чекиттердин сызыгынын туурасы 0,3 нмден аз, бул босогодон төмөн эмиссия чокусунан сызык туурасынан 1/50 азыраак.Бул тар сызыктар жана эмиссиянын интенсивдүүлүгүнүн тез өсүшү изилдөөчүлөрдү стимулданган эмиссия чындап эле бул нано зымдарда болот деген жыйынтыкка алып келди.Ошондуктан, бул нано зым массиви табигый резонатор болуп, идеалдуу микро лазер булагы боло алат.Окумуштуулар бул кыска толкун узундуктагы нанолазерди оптикалык эсептөө, маалыматты сактоо жана наноанализер тармактарында колдонсо болот деп эсептешет.
3. Кванттык скважина лазерлери
2010-жылга чейин жана андан кийин жарым өткөргүч микросхемасында чийилген сызыктардын туурасы 100 нм же андан азга жетет жана чынжырда бир нече гана электрон кыймылдайт жана электрондун көбөйүшү жана азайышы анын иштешине чоң таасирин тийгизет. схема.Бул маселени чечүү үчүн кванттык скважина лазерлери пайда болгон.Кванттык механикада электрондордун кыймылын чектеген жана аларды кванттоочу потенциалдуу талаа кванттык скважина деп аталат.Бул кванттык чектөө жарым өткөргүч лазердин активдүү катмарында кванттык энергиянын деңгээлин түзүү үчүн колдонулат, андыктан энергетикалык деңгээлдердин ортосундагы электрондук өтүү лазердин толкунданган нурлануусуна үстөмдүк кылат, ал кванттык скважина лазери.Кванттык скважина лазерлеринин эки түрү бар: кванттык сызык лазерлери жана кванттык чекит лазерлери.
① Кванттык сызык лазери
Окумуштуулар кадимки лазерлерден 1000 эсе күчтүү кванттык зым лазерлерин иштеп чыгышты, алар ылдамыраак компьютерлерди жана байланыш түзүлүштөрүн түзүүгө чоң кадам ташташты.Була-оптикалык тармактар аркылуу аудио, видео, интернет жана башка байланыш түрлөрүнүн ылдамдыгын жогорулата ала турган лазерди Йел университетинин, Нью-Джерсидеги Lucent Technologies Bell LABS жана Дрездендеги Макс Планк физика институтунун окумуштуулары иштеп чыгышкан. Германия.Бул жогорку кубаттуулуктагы лазерлер байланыш линиясын бойлото ар бир 80 км (50 миль) орнотулган кымбат кайталагычтарга болгон муктаждыкты азайтып, кайрадан була аркылуу өткөндө азыраак интенсивдүү лазер импульстарын чыгарат (Репитерлер).
Посттун убактысы: 15-июнь-2023