Nanolasers ir sava veida mikro un nano ierīce, kas izgatavota no nanomateriāliem, piemēram, nanoveru kā rezonatoru un var izstarot lāzeru zem fotoekvencēšanas vai elektrības ierosmes. Šī lāzera lielums bieži ir tikai simtiem mikronu vai pat desmitiem mikronu, un diametrs ir līdz nanometra secībai, kas ir svarīga nākotnes plānas plēves displeja, integrētās optikas un citu lauku sastāvdaļa.
Nanolasera klasifikācija:
1. Nanowire lāzers
2001. gadā Kalifornijas Universitātes Berkeley pētnieki Amerikas Savienotajās Valstīs izveidoja pasaules mazāko lāzeru-nanolāzi-uz nanooptiskā vada tikai viena tūkstošdaļa no cilvēka matu garuma. Šis lāzers ne tikai izstaro ultravioletos lāzerus, bet arī var noregulēt, lai izstarotu lāzerus, sākot no zilas līdz dziļai ultravioletai. Pētnieki izmantoja standarta paņēmienu, ko sauc par orientētu epifīti, lai izveidotu lāzeru no tīriem cinka oksīda kristāliem. Viņi vispirms “kultivēti” nanovadi, tas ir, veidojas uz zelta slāņa ar diametru no 20 nm līdz 150 nm un 10 000 nm tīru cinka oksīda vadu garumu. Tad, kad pētnieki aktivizēja tīros cinka oksīda kristālus nanodaļos ar citu lāzeru zem siltumnīcas, tīrie cinka oksīda kristāli izstaroja lāzeru ar tikai 17 nm viļņa garumu. Šādus nanolerus galu galā varētu izmantot, lai identificētu ķīmiskas vielas un uzlabotu datoru un fotonisko datoru informācijas glabāšanas ietilpību.
2. Ultravioletā nanolazers
Pēc mikro-lāzeru, mikro-diska lāzeru, mikro gredzenu lāzeru un kvantu lavīnu lāzeru parādīšanās ķīmiķis Jangs Peidongs un viņa kolēģi Kalifornijas universitātē Berkeley izgatavoja istabas temperatūras nanolīzes. Šis cinka oksīda nanoLaser var izstarot lāzeru ar līnijas platumu, kas mazāks par 0,3 nm un viļņa garumu 385 nm gaismas ierosināšanā, kas tiek uzskatīts par mazāko lāzeru pasaulē un vienu no pirmajām praktiskajām ierīcēm, kas ražotas, izmantojot nanotehnoloģiju. Sākotnējā attīstības posmā pētnieki prognozēja, ka šis ZnO nanolazers ir viegli izgatavojams, augsts spilgtums, mazs izmērs un veiktspēja ir vienāda vai pat labāka par Gan zilajiem lāzeriem. Sakarā ar spēju izgatavot augsta blīvuma nanovadu blokus, ZnO nanolerus var ievadīt daudzās lietojumprogrammās, kas nav iespējamas mūsdienu GaAs ierīcēs. Lai audzētu šādus lāzerus, ZnO nanovads tiek sintezēts ar gāzes transporta metodi, kas katalizē epitaksiālo kristālu augšanu. Vispirms safīra substrāts ir pārklāts ar 1 nm ~ 3,5 nm biezas zelta plēvi slāni un pēc tam ievietojiet to uz alumīnija oksīda laivas, materiāls un substrāts tiek uzkarsēts līdz 880 ° C ~ 905 ° C amonjaka plūsmā, lai iegūtu, lai iegūtu, lai iegūtu, lai ražotu Zn tvaiks, un pēc tam Zn tvaiku transportē uz substrātu. 2 min minūtes ~ 10 minūtes nanodaļie 2 ~ 10 μm ar sešstūra šķērsgriezuma laukumu tika izveidoti. Pētnieki atklāja, ka ZnO nanoveirs veido dabisku lāzera dobumu ar diametru no 20 nm līdz 150 nm, un lielākā daļa (95%) no tā diametra ir no 70 nm līdz 100 nm. Lai izpētītu stimulētu nanodaļu emisiju, pētnieki optiski sūknēja paraugu siltumnīcā ar ND: YAG lāzera ceturto harmonisko izvadi (266nm viļņa garums, 3NS impulsa platums). Emisijas spektra evolūcijas laikā gaisma tiek lamāta, palielinoties sūkņa jaudai. Kad Lasing pārsniedz ZnO nanoveira slieksni (apmēram 40 kW/cm), augstākais punkts parādīsies emisijas spektrā. Šo augstāko punktu līnijas platums ir mazāks par 0,3 nm, kas ir par 1/50 mazāks nekā līnijas platums no emisijas virsotnes zem sliekšņa. Šie šaurie līnijas platums un straujais emisijas intensitātes pieaugums lika pētniekiem secināt, ka šajos nanodaļos patiešām notiek stimulēta emisija. Tāpēc šis nanodaļu masīvs var darboties kā dabisks rezonators un tādējādi kļūt par ideālu mikro lāzera avotu. Pētnieki uzskata, ka šo īsā viļņa garuma nanoLaser var izmantot optiskās skaitļošanas, informācijas glabāšanas un nanoanalyzer laukos.
3. Kvantu akas lāzeri
Pirms un pēc 2010. gada līnijas platums, kas iegravēts uz pusvadītāju mikroshēmu, sasniegs 100 nm vai mazāk, un ķēdē pārvietosies tikai daži elektroni, un elektrona palielināšanās un samazināšanās būs liela ietekme uz darbību uz darbību, kas darbojas uz darbību. shēma. Lai atrisinātu šo problēmu, piedzima kvantu labi lāzeri. Kvantu mehānikā potenciālais lauks, kas ierobežo elektronu kustību un kvantizē, sauc par kvantu aku. Šo kvantu ierobežojumu izmanto, lai veidotu kvantu enerģijas līmeni pusvadītāju lāzera aktīvajā slānī, lai elektroniskā pāreja starp enerģijas līmeni dominētu lāzera ierosinātajā starojumā, kas ir kvantu urbuma lāzers. Pastāv divu veidu kvantu urbumi: kvantu līnijas lāzeri un kvantu punktu lāzeri.
① Kvantu līnijas lāzers
Zinātnieki ir izstrādājuši kvantu stiepļu lāzerus, kas ir 1000 reizes jaudīgāki nekā tradicionālie lāzeri, sperot lielu soli, lai izveidotu ātrāku datoru un komunikāciju ierīces. Lāzers, kas var palielināt audio, video, interneta un citu komunikācijas veidu ātrumu virs optisko šķiedru tīkliem, izstrādāja Jēlas universitātes zinātnieki, Lucent Technologies Bell Labs Ņūdžersijā un Maksa Planka fizikas institūts Drēzdenē, Vācija. Šie lielākās jaudas lāzeri samazinātu vajadzību pēc dārgiem atkārtotājiem, kas tiek uzstādīti ik pēc 80 km (50 jūdzes) gar sakaru līniju, atkal ražojot lāzera impulsus, kas ir mazāk intensīvi, braucot pa šķiedru (atkārtotāji).
Pasta laiks: jūnijs-15-2023