Nanolaser dia karazana micro sy nano fitaovana izay vita amin'ny nanomaterials toy ny nanowire ho resonator ary afaka mamoaka laser amin'ny photoexcitation na elektrika excitation. Ny haben'ny laser ity matetika dia an-jatony microns na am-polony microns, ary ny savaivony dia hatramin'ny nanometer baiko, izay ampahany manan-danja amin'ny ho avy manify fampisehoana sarimihetsika, Integrated optics sy ny saha hafa.
Fanasokajiana ny nanolaser:
1. Nanowire laser
Tamin'ny taona 2001, ireo mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Kalifornia, Berkeley, any Etazonia, dia namorona laser kely indrindra eran-tany – nanolasers – amin'ny tariby nanooptika afa-tsy arivo amin'ny halavan'ny volon'olombelona. Ity laser ity dia tsy mamoaka taratra ultraviolet fotsiny, fa azo amboarina ihany koa mba hamoahana laser manomboka amin'ny manga ka hatramin'ny ultraviolet lalina. Nampiasa teknika mahazatra antsoina hoe oriented epiphytation ny mpikaroka mba hamoronana ny laser avy amin'ny kristaly oxide zinc madio. Izy ireo no voalohany "nanao kolontsaina" nanowires, izany hoe, miforona eo amin'ny sosona volamena misy savaivony 20nm hatramin'ny 150nm ary 10.000nm ny halavan'ny tariby zinc oxide madio. Avy eo, rehefa navitrika ny krystaly zinc oxide madio ao amin'ny nanowires tamin'ny laser iray hafa teo ambanin'ny trano fonenana ny mpikaroka, dia namoaka laser ny kristaly zinc oxide madio amin'ny onjam-peo 17nm fotsiny. Ny nanolasers toy izany dia azo ampiasaina hamantarana ireo zavatra simika sy hanatsarana ny fahaiza-mitahiry fampahalalana amin'ny kapila solosaina sy solosaina photonic.
2. Ultraviolet nanolaser
Taorian'ny fahatongavan'ny micro-lasers, micro-disk lasers, micro-ring lasers, ary quantum avalanche lasers, ny mpahay simia Yang Peidong sy ireo mpiara-miasa aminy ao amin'ny Oniversiten'i California, Berkeley, dia nanao nanolaser amin'ny mari-pana amin'ny efitrano. Ity nanolaser zinc oxide ity dia afaka mamoaka laser miaraka amin'ny linewidth latsaky ny 0.3nm ary ny halavan'ny onjam-peo 385nm eo ambanin'ny fientanam-po maivana, izay heverina ho laser kely indrindra eran-tany ary iray amin'ireo fitaovana azo ampiharina voalohany novokarina tamin'ny nanotechnology. Tamin'ny dingana voalohany amin'ny fampandrosoana, ny mpikaroka dia naminavina fa ity ZnO nanolaser ity dia mora ny manamboatra, ny famirapiratana avo, ny habe kely, ary ny fampisehoana dia mitovy na tsara kokoa noho ny laser manga GaN. Noho ny fahaiza-manao manao arrays nanowire avo lenta, ny nanolasers ZnO dia afaka miditra amin'ny fampiharana maro izay tsy azo atao amin'ny fitaovana GaAs ankehitriny. Mba hampitomboana laser toy izany, ny ZnO nanowire dia novolavolaina tamin'ny fomba fitaterana entona izay mampiroborobo ny fitomboan'ny kristaly epitaxial. Voalohany, ny substrate safira dia mifono amin'ny sosona ny 1 nm ~ 3.5nm matevina sarimihetsika volamena, ary avy eo dia nataony teo amin'ny alumina sambo, ny fitaovana sy ny substrate dia mafana ny 880 ° C ~ 905 ° C ao amin'ny amoniaka mikoriana mba hamokatra. Zn etona, ary avy eo ny etona Zn dia nentina tany amin'ny substrate. Nanowires ny 2μm ~ 10μm amin'ny faritra hexagonal cross-sectional dia novokarina tao amin'ny dingan'ny fitomboana ny 2min ~ 10min. Hitan'ny mpikaroka fa ny ZnO nanowire dia mamorona lavaka laser voajanahary misy savaivony 20nm hatramin'ny 150nm, ary ny ankamaroany (95%) amin'ny savaivony dia 70nm hatramin'ny 100nm. Mba handinihana ny famotsorana ny nanowires, ny mpikaroka dia nanondraka ny santionany tao anaty trano fonenana iray miaraka amin'ny vokatra harmonic fahefatra amin'ny laser Nd: YAG (266nm wavelength, 3ns pulse sakany). Nandritra ny fivoaran'ny spektrum emission, ny hazavana dia malemy noho ny fitomboan'ny herin'ny paompy. Rehefa mihoatra ny tokonam-baravaran'ny ZnO nanowire (eo amin'ny 40kW/cm) ny lasing, dia hiseho ny teboka avo indrindra amin'ny spektrum emission. Ny sakan'ny tsipika amin'ireo teboka avo indrindra ireo dia latsaky ny 0.3nm, izay mihoatra ny 1/50 ambany noho ny sakan'ny tsipika avy amin'ny vertex emission ambanin'ny tokonam-baravarana. Ireo tsipika tery sy ny fitomboana haingana amin'ny hamafin'ny emission dia nitarika ny mpikaroka hanatsoaka hevitra fa tena misy tokoa ny famoahana stimuli ao amin'ireo nanowires ireo. Noho izany, ity array nanowire ity dia afaka miasa ho toy ny resonator voajanahary ary noho izany dia lasa loharano laser micro tsara indrindra. Mino ny mpikaroka fa ity nanolaser fohy onjam-peo ity dia azo ampiasaina amin'ny sehatry ny informatika optika, fitahirizana fampahalalana ary nanoanalyzer.
3. Lazera lava lava
Talohan'ny sy taorian'ny 2010, ny sakan'ny tsipika voasokitra amin'ny chip semiconductor dia hahatratra 100nm na latsaka, ary tsy hisy afa-tsy elektronika vitsivitsy mihetsika ao amin'ny faritra, ary ny fitomboana sy ny fihenan'ny elektronika dia hisy fiantraikany lehibe amin'ny fiasan'ny circuit. Mba hamahana an'io olana io dia teraka ny laser quantum well. Ao amin'ny mekanika quantum, sehatra iray mety manakana ny fihetsehan'ny elektrôna ary mametaka azy ireo dia antsoina hoe lavadrano. Io teritery quantum io dia ampiasaina mba hamoronana haavon'ny angovo ao amin'ny sosona mavitrika amin'ny laser semiconductor, ka ny fifindrana elektronika eo amin'ny haavon'ny angovo dia manjaka amin'ny taratra mientanentana amin'ny laser, izay laser quantum well. Misy karazany roa amin'ny laser quantum well: quantum line lasers sy quantum dot lasers.
① tamin'ny laser tsipika Quantum
Ny mpahay siansa dia namolavola laser tariby quantum izay mahery 1000 heny noho ny laser mahazatra, manao dingana lehibe amin'ny famoronana solosaina sy fitaovana fifandraisana haingana kokoa. Ny laser, izay afaka mampitombo ny hafainganam-pandehan'ny feo, horonan-tsary, Internet ary endrika fifandraisana hafa amin'ny tambajotra fibre optic, dia novolavolain'ny mpahay siansa ao amin'ny Yale University, Lucent Technologies Bell LABS any New Jersey ary ny Max Planck Institute for Physics any Dresden, Alemaina. Ireo laser manana hery ambony ireo dia hampihena ny filàna Repeater lafo vidy, izay apetraka isaky ny 80km (50 miles) eo amin'ny zotram-pifandraisana, ary hamokatra indray ny pulses laser izay tsy dia mahery kokoa rehefa mandeha amin'ny fibre (Repeaters).
Fotoana fandefasana: Jun-15-2023