Nanolasero estas speco de mikro kaj nano -aparato, kiu estas farita el nanomaterialoj kiel nanowire kiel resonilo kaj povas elsendi laseron sub fotoekscitado aŭ elektra ekscitiĝo. La grandeco de ĉi tiu lasero ofte estas nur centoj da mikronoj aŭ eĉ dekoj da mikronoj, kaj la diametro estas ĝis la nanometra ordo, kio estas grava parto de la estonta maldika filmo -ekrano, integra optiko kaj aliaj kampoj.
Klasifiko de Nanolasero:
1. Nanowire Laser
En 2001, esploristoj ĉe la Universitato de Kalifornio, Berkeley, en Usono, kreis la plej malgrandan laseron de la mondo-nanolasers-sur la nanoptika drato nur unu mil. Ĉi tiu lasero ne nur elsendas ultraviolajn laserojn, sed ankaŭ povas agordi por elsendi laserojn, kiuj iras de blua ĝis profunda ultraviola. La esploristoj uzis norman teknikon nomatan orientita epifitado por krei la laseron el puraj zinkaj oksidaj kristaloj. Ili unue "kultivitaj" nanofendoj, tio estas formitaj sur ora tavolo kun diametro de 20nm ĝis 150nm kaj longo de 10.000 nm puraj zinkaj oksidaj dratoj. Tiam, kiam la esploristoj aktivigis la purajn zinkajn oksidajn kristalojn en la nanoj kun alia lasero sub la forcejo, la puraj zinkaj oksidaj kristaloj elsendis laseron kun ondolongo de nur 17nm. Tiaj nanolasistoj povus eventuale esti uzataj por identigi kemiaĵojn kaj plibonigi la informan stokan kapaciton de komputilaj diskoj kaj fotonaj komputiloj.
2. Ultraviola nanolasero
Post la apero de mikro-lasiloj, mikro-diskaj laseroj, mikro-ringaj laseroj, kaj kvantaj lavanaj laseroj, kemiisto Yang Peidong kaj liaj kolegoj ĉe la Universitato de Kalifornio, Berkeley, faris ĉambran temperaturon nanolasojn. Ĉi tiu zinka oksida nanolasero povas elsendi laseron kun larĝa larĝo de malpli ol 0,3nm kaj ondolongo de 385nm sub malpeza ekscitiĝo, kiu estas konsiderata kiel la plej malgranda lasero en la mondo kaj unu el la unuaj praktikaj aparatoj fabrikitaj per nanoteknologio. En la komenca etapo de disvolviĝo, la esploristoj antaŭdiris, ke ĉi tiu ZnO -nanolasero estas facile fabrikebla, alta brilo, malgranda grandeco kaj la agado egalas aŭ eĉ pli bone ol Gan -bluaj laseroj. Pro la kapablo fari alt-densecajn nanajn tabelojn, ZnO-nanolasers povas enigi multajn aplikojn, kiuj ne eblas per hodiaŭaj GaAs-aparatoj. Por kreskigi tiajn laserojn, ZnO -nanowire estas sintezita per gasa transporta metodo, kiu katalizas epitaxian kristalan kreskon. Unue, la safira substrato estas tegita per tavolo de 1 nm ~ 3.5nm dika ora filmo, kaj poste metas ĝin sur alumina boato, la materialo kaj la substrato estas varmigitaj al 880 ° C ~ 905 ° C en la amonia fluo por produkti ZN -vaporon, kaj tiam la vaporo Zn estas transportita al la substrato. Nanowires de 2μm ~ 10μm kun sesangula transversa areo estis generitaj en la kreska procezo de 2min ~ 10min. La esploristoj trovis, ke ZnO nanowire formas naturan laseron -kavon kun diametro de 20nm ĝis 150nm, kaj plej multaj (95%) de ĝia diametro estas 70nm ĝis 100nm. Por studi stimulitan emision de la nanoj, la esploristoj optike pumpis la specimenon en forcejo kun la kvara harmonia eligo de Nd: YAG -lasero (266nm ondolongo, 3ns pulsa larĝo). Dum la evoluo de la emisia spektro, la lumo estas lamita kun la kresko de la pumpilo. Kiam la lasado superas la sojlon de ZnO nanowire (ĉirkaŭ 40kW/cm), la plej alta punkto aperos en la emisia spektro. La larĝa linio de ĉi tiuj plej altaj punktoj estas malpli ol 0,3nm, kio estas pli ol 1/50 malpli ol la larĝa linio de la emisia vertico sub la sojlo. Ĉi tiuj mallarĝaj linioj kaj rapidaj kreskoj de emisia intenseco kondukis la esploristojn konkludi, ke stimulita emisio efektive okazas en ĉi tiuj nanofilmoj. Tial ĉi tiu nanowire -tabelo povas agi kiel natura resonilo kaj tiel fariĝi ideala mikro -lasera fonto. La esploristoj kredas, ke ĉi tiu mallong-ondolonga nanolasero povas esti uzata en la kampoj de optika komputado, informa stokado kaj nanoanalizilo.
3. Kvantumaj bone laseroj
Antaŭ kaj post 2010, la larĝa linio gravurita sur la semikonduktaĵa blato atingos 100nm aŭ malpli, kaj estos nur kelkaj elektronoj moviĝantaj en la cirkvito, kaj la kresko kaj malpliiĝo de elektrono havos grandan efikon sur la funkciado de la cirkvito. Por solvi ĉi tiun problemon, kvantaj putaj laseroj naskiĝis. En kvantuma mekaniko, ebla kampo, kiu limigas la movadon de elektronoj kaj kvantigas ilin, estas nomata kvantuma puto. Ĉi tiu kvantuma limigo estas uzata por formi kvantajn energiajn nivelojn en la aktiva tavolo de la duonkondukta lasero, tiel ke la elektronika transiro inter la energiaj niveloj regas la ekscititan radiadon de la lasero, kiu estas kvantuma puto. Ekzistas du specoj de kvantaj putoj: kvantaj liniaj laseroj kaj kvantaj punktaj laseroj.
① Kvantuma linia lasero
Sciencistoj disvolvis kvantajn dratajn laserojn, kiuj estas 1,000 fojojn pli potencaj ol tradiciaj laseroj, farante grandan paŝon por krei pli rapidajn komputilojn kaj komunikajn aparatojn. La lasero, kiu povas pliigi la rapidon de aŭdio, filmetoj, interreto kaj aliaj formoj de komunikado super fibro-optikaj retoj, estis disvolvita de sciencistoj de Universitato Yale, Lucent Technologies Bell Labs en Nov-Jerseyerzejo kaj la Max Planck Instituto por Fiziko en Dresdeno, Germanio. Ĉi tiuj pli altaj potencaj laseroj reduktus la bezonon de multekostaj ripetiloj, kiuj estas instalitaj ĉiun 80 km (50 mejlojn) laŭ la komunikada linio, denove produktante laserajn pulsojn malpli intensajn dum ili vojaĝas tra la fibro (ripetiloj).
Afiŝotempo: Jun-15-2023