Karazana fitaovana bitika sy nano ny Nanolaser izay vita amin'ny akora nano toy ny nanowire ho toy ny resonator ary afaka mamoaka laser eo ambany photoexcitation na electrical excitation. Matetika ny haben'ity laser ity dia an-jatony microns na am-polony microns mihitsy aza, ary ny savaivony dia hatramin'ny nanometer, izay ampahany manan-danja amin'ny fampisehoana sarimihetsika manify amin'ny ho avy, optika mitambatra ary sehatra hafa.
Fanasokajiana ny nanolaser:
1. Laser nanowire
Tamin'ny taona 2001, ireo mpikaroka tao amin'ny Oniversiten'i Kalifornia, Berkeley, any Etazonia, dia namorona ny laser kely indrindra eran-tany - nanolasers - tamin'ny tariby nanooptic izay ampahefatry ny halavan'ny volon'olombelona. Ity laser ity dia tsy vitan'ny hoe mamoaka laser ultraviolet fotsiny, fa azo amboarina ihany koa mba hamoaka laser manomboka amin'ny manga ka hatramin'ny ultraviolet lalina. Nampiasa teknika mahazatra antsoina hoe oriented epiphytation ireo mpikaroka mba hamoronana ny laser avy amin'ny kristaly zinc oxide madio. Voalohany, "nambolena" nanowires izy ireo, izany hoe, noforonina teo amin'ny sosona volamena misy savaivony 20nm hatramin'ny 150nm ary halavan'ny tariby zinc oxide madio 10.000 nm. Avy eo, rehefa nampiasa laser hafa teo ambanin'ny trano fonenana ireo mpikaroka mba hampandeha ireo kristaly zinc oxide madio tao amin'ireo nanowires, dia namoaka laser misy halavan'ny onjam-peo 17nm monja ireo kristaly zinc oxide madio ireo. Ireo nanolasers ireo dia azo ampiasaina amin'ny farany mba hamantarana ireo zavatra simika sy hanatsarana ny fahafahan'ny kapila solosaina sy solosaina photonic mitahiry fampahalalana.
2. Nanolaser ultraviolet
Taorian'ny fisian'ny laser bitika, laser bitika, laser bitika, ary laser avalanche kuantum, dia nanamboatra nanolaser amin'ny mari-pana ao an-trano i Yang Peidong, simista, sy ireo mpiara-miasa aminy ao amin'ny Oniversiten'i Kalifornia, Berkeley. Ity nanolaser zinc oxide ity dia afaka mamoaka laser latsaky ny 0.3nm ny sakany ary 385nm ny halavan'ny onjam-peo eo ambanin'ny fientanentanana maivana, izay heverina ho laser kely indrindra eran-tany ary iray amin'ireo fitaovana azo ampiharina voalohany novokarina tamin'ny fampiasana nanoteknolojia. Tamin'ny dingana voalohany tamin'ny fampandrosoana, dia naminavina ireo mpikaroka fa mora amboarina ity nanolaser ZnO ity, mamirapiratra avo, kely ny habeny, ary mitovy na tsara kokoa noho ny laser manga GaN ny fahombiazany. Noho ny fahafahana manao tariby nano avo lenta, ny nanolaser ZnO dia afaka miditra amin'ny fampiharana maro izay tsy azo atao amin'ny fitaovana GaAs ankehitriny. Mba hampitomboana ireo laser ireo, ny tariby nano ZnO dia amboarina amin'ny alàlan'ny fomba fitaterana entona izay mandrisika ny fitomboan'ny kristaly epitaxial. Voalohany, rakotra sosona volamena 1 nm ~ 3.5 nm ny sosona safira, ary avy eo apetraka eo ambony sambo alumina, hafanaina hatramin'ny 880 ° C ~ 905 ° C ao anaty fikorianan'ny amoniaka ny akora sy ny sosona mba hamokarana etona Zn, ary avy eo dia entina mankany amin'ny sosona ny etona Zn. Noforonina nandritra ny 2 minitra ~ 10 minitra ny tariby nano 2μm ~ 10μm miaraka amin'ny velaran-tany hexagonal. Hitan'ireo mpikaroka fa ny tariby nano ZnO dia mamorona lavaka laser voajanahary misy savaivony 20 nm hatramin'ny 150 nm, ary ny ankamaroany (95%) amin'ny savaivony dia 70 nm hatramin'ny 100 nm. Mba handinihana ny famoahana novokarin'ireo tariby nano, dia nopotipotehin'ireo mpikaroka tamin'ny alalan'ny optika tao anaty trano maitso ny santionany miaraka amin'ny vokatra harmonika fahefatra amin'ny laser Nd:YAG (266 nm ny halavan'ny onjam-peo, 3ns ny sakanyn'ny pulsa). Mandritra ny fivoaran'ny spectrum famoahana, dia voasakana ny hazavana miaraka amin'ny fitomboan'ny herin'ny paompy. Rehefa mihoatra ny tokonam-baravaran'ny tariby nano ZnO (eo amin'ny 40kW/cm2 eo ho eo) ny fampiasana laser, dia hiseho eo amin'ny sehatry ny famoahana ny teboka avo indrindra. Latsaky ny 0.3nm ny sakany amin'ireo teboka avo indrindra ireo, izay latsaky ny 1/50 noho ny sakany amin'ny tsipika avy amin'ny tendron'ny famoahana eo ambanin'ny tokonam-baravarankely. Ireo sakany tery ireo sy ny fitomboan'ny hamafin'ny famoahana haingana dia nahatonga ireo mpikaroka hanatsoaka hevitra fa tena misy tokoa ny famoahana voatsindry amin'ireo tariby nano ireo. Noho izany, ity andiana tariby nano ity dia afaka miasa ho toy ny resonator voajanahary ary noho izany dia lasa loharanon'ny laser bitika tsara indrindra. Mino ireo mpikaroka fa ity laser nano fohy onjam-peo ity dia azo ampiasaina amin'ny sehatry ny informatika optika, fitahirizana fampahalalana ary nanoanalyzer.
3. Lasera lavadrano kuantum
Talohan'ny sy taorian'ny taona 2010, ny sakany tsipika voasokitra eo amin'ny puce semiconductor dia hahatratra 100nm na latsaka, ary elektrôna vitsivitsy monja no hihetsika ao amin'ny circuit, ary ny fitomboana sy ny fihenan'ny elektrôna dia hisy fiantraikany lehibe amin'ny fiasan'ny circuit. Mba hamahana ity olana ity, dia teraka ny laser quantum well. Ao amin'ny mekanika quantum, ny saha mety izay mametra ny fihetsehan'ny elektrôna ary manisa azy ireo dia antsoina hoe quantum well. Io fameperana quantum io dia ampiasaina hamoronana ny haavon'ny angovo quantum ao amin'ny sosona mavitrika amin'ny laser semiconductor, ka ny fifindrana elektronika eo amin'ny haavon'ny angovo no manjaka amin'ny taratra mientanentana amin'ny laser, izay laser quantum well. Misy karazany roa ny laser quantum well: laser quantum line sy laser quantum dot.
① Laser tsipika kuantum
Namolavola laser tariby kuantum izay mahery vaika in-1.000 noho ny laser nentim-paharazana ireo mpahay siansa, ka nanao dingana lehibe ho 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 alàlan'ny tambajotra fibre optique, dia novolavolain'ireo mpahay siansa ao amin'ny Oniversiten'i Yale, Lucent Technologies Bell LABS any New Jersey ary ny Max Planck Institute for Physics any Dresden, Alemaina. Ireo laser mahery vaika kokoa ireo dia hampihena ny filàna Repeaters lafo vidy, izay apetraka isaky ny 80km (50 kilaometatra) manaraka ny tsipika fifandraisana, ka mamokatra indray ny pulses laser izay tsy dia mahery vaika rehefa mandeha mamaky ny fibre (Repeaters).
Fotoana fandefasana: 15 Jona 2023