Наноласер је врста микро и нано уређаја који је направљен од наноматеријала као што је наножица као резонатор и може емитовати ласер под фотоексцитацијом или електричном побудом.Величина овог ласера је често само стотине микрона или чак десетине микрона, а пречник је до нанометарског реда, што је важан део будућег танкослојног дисплеја, интегрисане оптике и других области.
Класификација наноласера:
1. Нановире ласер
Године 2001. истраживачи са Универзитета у Калифорнији, Беркли, у Сједињеним Државама, створили су најмањи ласер на свету – наноласере – на нанооптичкој жици само хиљадити део дужине људске косе.Овај ласер не само да емитује ултраљубичасте ласере, већ се такође може подесити да емитује ласере у распону од плаве до дубоког ултраљубичастог.Истраживачи су користили стандардну технику звану оријентисана епифитација да би направили ласер од чистих кристала цинк оксида.Они су прво "култивисали" наножице, односно формирали на златном слоју пречника од 20 нм до 150 нм и дужине од 10.000 нм чистих жица цинк оксида.Затим, када су истраживачи активирали кристале чистог цинк оксида у наножицама са другим ласером испод стакленика, кристали чистог цинк оксида емитовали су ласер са таласном дужином од само 17 нм.Такви наноласери би се евентуално могли користити за идентификацију хемикалија и побољшање капацитета складиштења информација компјутерских дискова и фотонских рачунара.
2. Ултраљубичасти наноласер
Након појаве микро-ласера, ласера на микро-дисковима, ласера са микро-прстеновима и квантних лавинских ласера, хемичар Јанг Пејдонг и његове колеге са Универзитета у Калифорнији, Беркли, направили су наноласере на собној температури.Овај наноласер са цинк оксидом може да емитује ласер са ширином линије мањом од 0,3 нм и таласном дужином од 385 нм под светлосном побудом, који се сматра најмањим ласером на свету и једним од првих практичних уређаја произведених коришћењем нанотехнологије.У почетној фази развоја, истраживачи су предвидели да је овај ЗнО наноласер лак за производњу, високу осветљеност, малу величину, а перформансе су једнаке или чак боље од ГаН плавих ласера.Због могућности израде низова наножица високе густине, ЗнО наноласери могу ући у многе апликације које нису могуће са данашњим ГаАс уређајима.Да би се узгајали такви ласери, ЗнО наножица се синтетише методом транспорта гаса која катализује епитаксијални раст кристала.Прво, сафирна подлога је обложена слојем златног филма дебљине 1 нм ~ 3,5 нм, а затим је стављена на чамац од алуминијума, материјал и подлога се загревају на 880 ° Ц ~ 905 ° Ц у току амонијака за производњу Зн пара, а затим Зн пара се транспортује до подлоге.Наножице од 2μм~10μм са хексагоналним попречним пресеком су генерисане у процесу раста од 2мин~10мин.Истраживачи су открили да ЗнО наножица формира природну ласерску шупљину пречника од 20нм до 150нм, а већина (95%) њеног пречника је од 70нм до 100нм.Да би проучавали стимулисану емисију наножица, истраживачи су оптички пумпали узорак у стакленику са излазом четвртог хармоника Нд:ИАГ ласера (266нм таласне дужине, 3нс пулсне ширине).Током еволуције емисионог спектра, светлост се гаси са повећањем снаге пумпе.Када ласерство пређе праг ЗнО наножице (око 40кВ/цм), највиша тачка ће се појавити у спектру емисије.Ширина линије ових највиших тачака је мања од 0,3 нм, што је више од 1/50 мање од ширине линије од темена емисије испод прага.Ове уске ширине линија и брзо повећање интензитета емисије довели су истраживаче до закључка да се стимулисана емисија заиста дешава у овим наножицама.Стога, овај низ наножица може деловати као природни резонатор и тако постати идеалан извор микро ласера.Истраживачи верују да се овај краткоталасни наноласер може користити у областима оптичког рачунарства, складиштења информација и наноанализера.
3. Ласери за квантне бунаре
Пре и после 2010. године, ширина линије урезана на полупроводнички чип ће достићи 100нм или мање, а у колу ће се кретати само неколико електрона, а повећање и смањење електрона ће имати велики утицај на рад уређаја. струјно коло.Да би се решио овај проблем, рођени су ласери за квантне бунаре.У квантној механици, потенцијално поље које ограничава кретање електрона и квантизује их назива се квантни бунар.Ово квантно ограничење се користи за формирање квантних енергетских нивоа у активном слоју полупроводничког ласера, тако да електронски прелаз између енергетских нивоа доминира побуђеним зрачењем ласера, који је ласер квантног бунара.Постоје два типа ласера квантних бунара: ласери квантних линија и ласери на квантним тачкама.
① Квантни линијски ласер
Научници су развили квантне жичане ласере који су 1.000 пута моћнији од традиционалних ласера, чинећи велики корак ка стварању бржих рачунара и комуникационих уређаја.Ласер, који може да повећа брзину аудио, видео, интернета и других облика комуникације преко оптичких мрежа, развили су научници са Универзитета Јејл, Луцент Тецхнологиес Белл ЛАБС у Њу Џерсију и Института за физику Макс Планк у Дрездену. Немачка.Ови ласери веће снаге би смањили потребу за скупим репетиторима, који се инсталирају на сваких 80 км (50 миља) дуж комуникационе линије, опет производећи ласерске импулсе који су мање интензивни док путују кроз влакно (репетитори).
Време поста: 15.06.2023