Nanolaser waa nooc ka mid ah aaladaha yaryar iyo kuwa yaryar oo laga sameeyay nanomaterials sida nanowire oo ah resonator waxayna soo saari kartaa laysarka iyadoo la adeegsanayo sawir-qaadis ama kicinta korontada. Cabbirka laysarkan badanaa waa boqolaal microns ama xitaa tobanaan microns, dhexroorkuna wuxuu gaarayaa heerka nanometer-ka, kaas oo ah qayb muhiim ah oo ka mid ah bandhigga filimka khafiifka ah ee mustaqbalka, muraayadaha indhaha ee isku dhafan iyo meelaha kale.
Kala soocidda nanolaser-ka:
1. Nanowire laser
Sannadkii 2001, cilmi-baarayaal ka tirsan Jaamacadda California, Berkeley, ee Mareykanka, ayaa sameeyay laysarka ugu yar adduunka - nanolaser - oo ku yaal fiilada nanooptic kaliya hal kun meelood meel dhererka timaha aadanaha. laysarkani ma aha oo kaliya inuu soo saaro laysarka ultraviolet, laakiin sidoo kale waxaa loo habeyn karaa inuu soo saaro laysarka u dhexeeya buluug ilaa ultraviolet qoto dheer. Cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen farsamo caadi ah oo loo yaqaan epiphytation oriented si ay u abuuraan laysarka kiristaalo zinc oxide saafi ah. Markii hore waxay sameeyeen nanowires "la dhaqay", taas oo ah, in lagu sameeyay lakab dahab ah oo dhexroorkiisu yahay 20nm ilaa 150nm iyo dhererkiisu yahay 10,000 nm oo ah fiilooyin zinc oxide saafi ah. Kadib, markii cilmi-baarayaashu ay dhaqaajiyeen kiristaalo zinc oxide saafi ah oo ku jira nanowires-ka iyagoo wata laysar kale oo ku yaal aqalka dhirta lagu koriyo, kiristaalo zinc oxide saafi ah ayaa soo saaray laysar leh mowjad dhererkeedu yahay 17nm oo keliya. Nanolaser-yada noocaas ah ugu dambeyntii waxaa loo isticmaali karaa in lagu aqoonsado kiimikooyinka loona hagaajiyo awoodda kaydinta macluumaadka ee saxannada kombiyuutarka iyo kombiyuutarrada photonic.
2. Nanolaser-ka Ultraviolet-ka
Ka dib markii ay soo baxeen laastarada yaryar, laastarada yar yar, laastarada yar yar, laastarada yar yar, iyo laastarada quantum avalanche, farmashiistaha Yang Peidong iyo asxaabtiisa Jaamacadda California, Berkeley, waxay sameeyeen laastarada heerkulka qolka. Nanolaser-kan zinc oxide wuxuu soo saari karaa laastarada leh ballac xariiq ah oo ka yar 0.3nm iyo hirar dhererkiisu yahay 385nm oo ku jira kicinta iftiinka, kaas oo loo arko inuu yahay laasta ugu yar adduunka iyo mid ka mid ah aaladaha ugu horreeya ee wax ku oolka ah ee lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo nanotechnology. Marxaladda hore ee horumarinta, cilmi-baarayaashu waxay saadaaliyeen in nanolaser-kan ZnO uu si fudud loo soo saari karo, dhalaal sare, cabbir yar, waxqabadkuna uu la mid yahay ama ka fiican yahay laastarada buluugga ah ee GaN. Sababtoo ah awoodda lagu sameeyo laastarada nanowire-ka cufnaanta sare leh, nanolaser-ka ZnO wuxuu geli karaa codsiyo badan oo aan suurtagal ahayn aaladaha GaAs ee maanta. Si loo kobciyo laastarada noocaas ah, nanolaser-ka ZnO waxaa lagu sameeyaa habka gaadiidka gaaska kaas oo kiciya koritaanka kiristaalka epitaxial. Marka hore, substrate-ka sapphire-ka waxaa lagu dahaadhaa lakab dahab ah oo 1 nm ~ 3.5nm ah, ka dibna waxaa lagu dhejiyaa doon alumina ah, walxaha iyo substrate-ka waxaa lagu kululeeyaa 880 ° C ~ 905 ° C socodka ammonia si loo soo saaro uumiga Zn, ka dibna uumiga Zn waxaa loo qaadaa substrate-ka. Nanowires-ka 2μm ~ 10μm oo leh aag isgoys ah oo lix geesle ah ayaa laga sameeyay habka koritaanka 2 daqiiqo ~ 10 daqiiqo. Cilmi-baarayaashu waxay ogaadeen in nanowire-ka ZnO uu sameeyo god laysar dabiici ah oo leh dhexroor 20nm ilaa 150nm, inta badan (95%) dhexroorkiisuna waa 70nm ilaa 100nm. Si loo barto qiiqa firfircoon ee nanowires-ka, cilmi-baarayaashu waxay si indho-indheyn ah ugu shubeen muunadda aqalka dhirta lagu koriyo iyadoo la adeegsanayo wax soo saarka afraad ee iswaafajinta ee leysarka Nd:YAG (266nm hirarka, ballaca garaaca 3ns). Inta lagu jiro horumarka spectrum-ka qiiqa, iftiinka waxaa la lumiyaa kororka awoodda bamka. Marka laastu ay dhaafto heerka nanowire-ka ZnO (qiyaastii 40kW/cm), barta ugu sarreysa ayaa ka soo muuqan doonta spectrum-ka qiiqa. Ballaca xariiqda ee dhibcahan ugu sarreeya waa wax ka yar 0.3nm, taasoo ka badan 1/50 ka yar ballaca xariiqda ee ka soo baxda cidhifka qiiqa ee ka hooseeya heerka. Ballaca khadadka cidhiidhiga ah iyo kororka degdegga ah ee xoogga qiiqa ayaa cilmi-baarayaashu ku soo gabagabeeyeen in qiiqa la kiciyay uu runtii ka dhaco nanowire-yadan. Sidaa darteed, safkan nanowire-ka wuxuu u dhaqmi karaa sidii resonator dabiici ah sidaas darteedna wuxuu noqon karaa ilo yar oo laser ah oo ku habboon. Cilmi-baarayaashu waxay aaminsan yihiin in nanolaser-kan hirarka gaaban loo isticmaali karo meelaha xisaabinta indhaha, kaydinta macluumaadka iyo nanoanalyzer.
3. Laysarro ceelka Quantum ah
Kahor iyo ka dib 2010, ballaca xariiqda ee ku xardhan jajabka semiconductor-ka ayaa gaari doona 100nm ama ka yar, waxaana jiri doona dhowr elektaroono ah oo ku socda wareegga, kororka iyo hoos u dhaca elektaroonadana waxay saameyn weyn ku yeelan doonaan hawlgalka wareegga. Si loo xalliyo dhibaatadan, leysarka ceelka quantum ayaa dhashay. Farsamoyaqaannada quantum-ka, goob suurtagal ah oo xaddidaysa dhaqdhaqaaqa elektaroonada oo cabbirta waxaa loo yaqaan ceel quantum. Xaddidaaddan quantum-ka waxaa loo isticmaalaa in lagu sameeyo heerarka tamarta quantum-ka ee lakabka firfircoon ee leysarka semiconductor-ka, si isbeddelka elektaroonigga ah ee u dhexeeya heerarka tamarta uu u xakameeyo shucaaca kacsan ee leysarka, kaas oo ah leysarka ceelka quantum-ka. Waxaa jira laba nooc oo leysarka ceelka quantum-ka ah: leysarka xariiqda quantum-ka ah iyo leysarka dhibic quantum-ka ah.
① laser-ka khadka Quantum
Saynisyahannadu waxay soo saareen laysarka fiilooyinka quantum-ka oo 1,000 jeer ka awood badan laysarka dhaqameed, iyagoo tallaabo weyn u qaaday abuurista kombiyuutarro iyo aaladaha isgaarsiinta oo dhaqso badan. laysarka, kaas oo kordhin kara xawaaraha maqalka, muuqaalka, internetka iyo noocyada kale ee isgaarsiinta ee shabakadaha fiber-optic, waxaa sameeyay saynisyahano ka tirsan Jaamacadda Yale, Lucent Technologies Bell LABS ee New Jersey iyo Machadka Max Planck ee Fiisigiska ee Dresden, Jarmalka. laysarkan awoodda sare leh waxay yareyn doonaan baahida loo qabo Repeaters-ka qaaliga ah, kuwaas oo lagu rakibo 80km (50 mayl) kasta oo ku teedsan khadka isgaarsiinta, iyagoo mar kale soo saaraya garaaca laysarka oo aan aad u xoog badnayn marka ay ku dhex socdaan fiber-ka (Repeaters).
Waqtiga boostada: Juun-15-2023