A Nanolaser egyfajta mikro- és nano -eszköz, amely nanoanyagokból, például nanoridumból készül, mint rezonátor, és lézert bocsáthat ki fotoexcitáció vagy elektromos gerjesztés alatt. Ennek a lézernek a mérete gyakran csak több száz mikron vagy akár több tíz mikron, és az átmérő a nanométer sorrendjének felel meg, ami a jövőbeli vékony film megjelenítésének, az integrált optikának és más mezőknek a fontos része.
Nanolaser osztályozása:
1. Nanowire lézer
2001-ben az Egyesült Államokban a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatói a világ legkisebb lézerét-nanolázosokat-a nanooptikai huzalon készítették el az emberi haj hosszának csak egyezerének. Ez a lézer nemcsak ultraibolya lézereket bocsát ki, hanem beállítható, hogy lézereket bocsát ki, a kék és a mély ultraibolya között. A kutatók egy orientált epifitációnak nevezett standard technikát alkalmaztak, hogy a lézert tiszta cink -oxid kristályokból hozzák létre. Először „tenyésztett” nanoszálakat, vagyis egy olyan aranyrétegen alakultak ki, amelynek átmérője 20–150 nm és 10 000 nm tiszta cink -oxid vezetékek. Ezután, amikor a kutatók aktiválták a nanoszálak tiszta cink -oxid -kristályait egy másik lézerrel az üvegház alatt, a tiszta cink -oxid kristályok lézert bocsátottak ki, mindössze 17 nm hullámhosszúsággal. Az ilyen nanolázisták végül felhasználhatók a vegyi anyagok azonosítására és a számítógépes lemezek és fotonikus számítógépek információtároló képességének javítására.
2. Ultraibolya nanolaser
A mikroklókusok, a mikro-lemezes lézerek, a mikro-gyűrűs lézerek és a kvantum lavina lézerek megjelenését követően Yang Peidong kémikus és a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kollégái szobahőmérsékletű nanolázist készítettek. Ez a cink -oxid -nanolázer 0,3 nm -nél kisebb vonalszélességű lézert és 385 nm hullámhosszúságú, könnyű gerjesztés mellett, amelyet a világ legkisebb lézerének tekintnek, és az egyik első gyakorlati eszköz, amelyet nanotechnológiával gyártottak. A fejlesztés kezdeti szakaszában a kutatók azt jósolták, hogy ezt a ZnO nanolazer könnyen gyártható, nagy fényerő, kis méret, és a teljesítmény megegyezik vagy még jobb, mint a GaN Blue Lézerek. Mivel a nagy sűrűségű nanoszál tömbök elkészítésére képesek, a ZnO nanolázók számos olyan alkalmazást írhatnak be, amelyek a mai GAAS-eszközöknél nem lehetségesek. Az ilyen lézerek termesztése érdekében a ZnO nanorzsolot gázszállítás módszerrel szintetizálják, amely katalizálja az epitaxiális kristály növekedését. Először, a zafír szubsztrátot 1 nm ~ 3,5 nm vastag aranyfilm réteggel borítják, majd egy alumínium -oxid -csónakra helyezik, az anyagot és a szubsztrátot 880 ° C ~ 905 ° C -ra melegítjük az ammóniaáramlásban, hogy a Zn gőzt előállítsák, majd a Zn gőzt a szubsztrátumba szállítják. A 2 perc ~ 10 perc növekedési folyamatában 2 μm ~ 10 μm-es nanokéreket generáltak. A kutatók azt találták, hogy a Zno Nanowire természetes lézerüreget képez, amelynek átmérője átmérője, és a legtöbb (95%) átmérője 70 nm és 100 nm. A nanoszálak stimulált kibocsátásának tanulmányozására a kutatók optikailag üvegházban pumpálták a mintát egy ND: YAG lézer negyedik harmonikus kimenetével (266 nm hullámhossz, 3NS impulzusszélesség). A emissziós spektrum fejlődése során a fényt a szivattyú teljesítményének növekedésével bántalmazzák. Amikor a lasing meghaladja a Zno Nanowire (kb. 40 kW/cm) küszöbértékét, akkor a legmagasabb pont megjelenik az emissziós spektrumban. Ezen legmagasabb pontok vonalszélessége kevesebb, mint 0,3 nm, amely meghaladja az 1/50 -et, mint a vonalszélesség a küszöb alatti emissziós csúcstól. Ezek a keskeny vonalszélesség és a kibocsátás intenzitásának gyors növekedése arra késztette a kutatókat, hogy arra a következtetésre jutjanak, hogy a stimulált emisszió valóban megtörténik ezekben a nanoszálakban. Ezért ez a nanoszál tömb természetes rezonátorként működhet, és így ideális mikro lézerforrássá válhat. A kutatók úgy vélik, hogy ez a rövid hullámhosszú nanolazer felhasználható az optikai számítástechnika, az információtárolás és a nano-analyzer területén.
3. Quantum Well lézerek
2010 előtt és után a félvezető chipen maratott vonalszélesség eléri a 100 nm -et, és csak néhány elektron mozog az áramkörben, és az elektron növekedése és csökkenése nagy hatással lesz az áramkör működésére. A probléma megoldása érdekében a kvantumkút lézerek születtek. A kvantummechanikában egy olyan potenciális mezőt, amely korlátozza az elektronok mozgását és kvantizálja azokat, kvantumkútnak nevezzük. Ezt a kvantumkötést arra használják, hogy kvantumenergia -szinteket képezzenek a félvezető lézer aktív rétegében, így az energiaszintek közötti elektronikus átmenet uralja a lézer gerjesztett sugárzását, amely egy kvantumkút lézer. Kétféle kvantumkút -lézer létezik: kvantumvezeték -lézerek és kvantumpont -lézerek.
① Quantum Line lézer
A tudósok olyan kvantumhuzal -lézereket fejlesztettek ki, amelyek 1000 -szer erősebbek, mint a hagyományos lézerek, és nagy lépést tettek a gyorsabb számítógépek és kommunikációs eszközök létrehozása felé. A lézert, amely növelheti az audio, a videó, az internet és a száloptikai hálózatokon keresztüli kommunikáció egyéb formáit, a Yale Egyetem, a Lucent Technologies Bell Labs tudósai fejlesztették ki a New Jersey-ben és a Max Planck Fizikai Intézetben, Drezda-ban, Németországban. Ezek a magasabb energiájú lézerek csökkentenék a drága ismétlők szükségességét, amelyeket 80 km-enként (50 mérföld) telepítenek a kommunikációs vonal mentén, és ismét kevésbé intenzív lézerimpulzusokat hoznak létre, amikor a roston (ismétlők) áthaladnak.
A postai idő: június-15-2023