Наналазэр - гэта своеасаблівая мікра і нана -прылада, якая вырабляецца з нанаматэрыялаў, такіх як нанаправод у якасці рэзанатара, і можа выпраменьваць лазер пры фотаэкскутацыі або электрычным узбуджэнні. Памер гэтага лазера часта бывае толькі сотні мікрон ці нават дзясяткі мікрон, а дыяметр падыходзіць да нанаметра, што з'яўляецца важнай часткай будучага дысплея тонкай плёнкі, інтэграванай оптыкі і іншых палёў.
Класіфікацыя наналазіра:
1. Nanowire лазер
У 2001 годзе даследчыкі ў Каліфарнійскім універсітэце, Берклі, у ЗША, стварылі найменшы ў свеце лазер-наналазіры-на нанааптычным дроце толькі адной тысячнай даўжыні чалавечых валасоў. Гэты лазер не толькі выпраменьвае ультрафіялетавыя лазеры, але і можа быць наладжаны на выпраменьванне лазераў, пачынаючы ад сіняга да глыбокага ультрафіялетавага. Даследчыкі выкарыстоўвалі стандартную тэхніку пад назвай арыентаваную эпіфітацыю, каб стварыць лазер з чыстых крышталяў аксіду цынку. Яны ўпершыню "культывуюць" нанаправаднікі, гэта значыць, утвораны на залатым пласце дыяметрам ад 20 нм да 150 нм і даўжынёй 10 000 нм чыстых правадоў аксіду цынку. Затым, калі даследчыкі актывавалі крышталі чыстых аксіду цынку ў нанаправадніках з іншым лазерам пад цяпліцай, крышталі чыстага цынку выпраменьвалі лазер з даўжынёй хвалі ўсяго 17 нм. Такія наналазісты могуць быць выкарыстаны ў канчатковым выніку для выяўлення хімічных рэчываў і паляпшэння ёмістасці для захоўвання інфармацыі камп'ютэрных дыскаў і фатонічных кампутараў.
2. Ультрафіялетавы наналазер
Пасля з'яўлення мікра-лазераў, мікра-дыскавых лазераў, мікра-кальцавых лазераў і квантавых лавінных лазераў, хімік Ян Пейдун і яго калегі ў Каліфарнійскім універсітэце Берклі зрабілі нанолазеры пакаёвай тэмпературы. Гэты наналазір аксіду цынку можа выпраменьваць лазер з лінейнай здольнасцю менш 0,3 нм і даўжынёй хвалі 385 нм пры лёгкім узбуджэнні, які лічыцца найменшым лазерам у свеце і адным з першых практычных прылад, вырабленых з выкарыстаннем нанатэхналогіі. На пачатковай стадыі развіцця даследчыкі прагназавалі, што гэты наналазір ZnO просты ў вырабе, высокая яркасць, невялікі памер, а прадукцыйнасць роўная або нават лепш, чым лазеры Gan Blue. З-за магчымасці вырабляць масівы нанаправаднікаў з высокай шчыльнасцю, наналазіры ZnO могуць увесці мноства прыкладанняў, якія немагчымыя пры сённяшніх прыладах GAAS. Для таго, каб вырошчваць такія лазеры, ZnO Nanowire сінтэзуецца метадам транспарту газу, які каталізуе рост эпітаксійнага крышталя. Па -першае, сапфірскі субстрат пакрываецца пластом золата таўшчынёй 1 нм ~ 3,5 нм, а потым пакладзе яго на лодку з гліназёму, матэрыял і падкладка награваюць да 880 ° С ~ 905 ° С у патоку аміяку, каб вырабляць Zn Steam, а потым пара Zn пераносіцца ў субстрат. У працэсе росту былі створаны нанаправаднікі 2 мкМ ~ 10 мкм з шасціграннай плошчай папярочнага перасеку ў працэсе росту 2 мін. Даследчыкі выявілі, што ZnO Nanowire ўтварае натуральную лазерную паражніну дыяметрам ад 20 нм да 150 нм, а большасць (95%) яго дыяметра складае ад 70 нм да 100 нм. Для вывучэння стымуляванага выпраменьвання нанаправаднікаў даследчыкі аптычна запампоўвалі ўзор у цяпліцы з чацвёртым гарманічным выхадам ND: YAG (266 нм даўжыні хвалі, шырыня імпульсу 3NS). Падчас эвалюцыі спектру выкідаў святло ламаецца з павелічэннем магутнасці помпы. Калі лазінг перавышае парог ZnO Nanowire (каля 40 кВт/см), у спектры выкідаў з'явіцца самая высокая кропка. Шырыня лініі гэтых самых высокіх кропак перавышае 0,3 нм, што больш чым на 1/50 менш, чым шырыня лініі ад вяршыні выкідаў ніжэй парога. Гэтыя вузкія лінейкі і хуткае павелічэнне інтэнсіўнасці выкідаў прывялі да высновы, што стымуляваная выкід сапраўды адбываецца ў гэтых нанаправадніках. Такім чынам, гэты масіў Nanowire можа выступаць у якасці натуральнага рэзанатара і, такім чынам, стаць ідэальнай мікра -лазернай крыніцай. Даследчыкі лічаць, што гэты наналазер з кароткай хвалі можа быць выкарыстаны ў галінах аптычных вылічэнняў, захоўвання інфармацыі і наноаналізатара.
3. Квантавыя свідравіны лазеры
Да і пасля 2010 года шырыня лініі, высечаная на паўправадніковым чыпе, дасягае 100 нм і менш, і ў ланцугу, якія рухаюцца ў ланцугу, будзе толькі некалькі электронаў, а павелічэнне і памяншэнне электрона будуць мець вялікі ўплыў на працу ланцуга. Каб вырашыць гэтую праблему, нарадзіліся квантавыя свідравіны. У квантавай механіцы патэнцыйнае поле, якое стрымлівае рух электронаў і колькасна іх, называецца квантавай свідравінай. Гэта квантовае абмежаванне выкарыстоўваецца для фарміравання квантавых узроўняў энергіі ў актыўным пласце паўправадніковага лазера, так што электронны пераход паміж узроўнямі энергіі дамінуе ўзбуджаным выпраменьваннем лазера, які з'яўляецца квантавым лазерам свідравіны. Існуе два тыпу квантавых лазераў свідравіны: квантавыя лазеры і квантавыя кропкі.
① Квантовая лінія лазер
Навукоўцы распрацавалі квантавыя лазерныя лазеры, якія ў 1000 разоў больш магутныя, чым традыцыйныя лазеры, зрабіўшы вялікі крок да стварэння больш хуткіх кампутараў і камунікацыйных прылад. Лазер, які можа павялічыць хуткасць аўдыё, відэа, Інтэрнэту і іншых формаў зносін над валаконна-аптычнымі сеткамі, быў распрацаваны навукоўцамі ў Ельскім універсітэце, Lucent Technologies Bell Labs у Нью-Джэрсі і Інстытуце фізікі Макса Планка ў Дрэздэне, Германія. Гэтыя лазеры з больш высокай магутнасцю зніжаюць патрэбу ў дарагіх рэтранслятараў, якія ўсталёўваюцца кожныя 80 км (50 міль) па лініі сувязі, зноў вырабляючы лазерныя імпульсы, якія менш інтэнсіўныя, калі яны праходзяць праз валакно (рэтранслятары).
Час паведамлення: чэрвеня-15-2023