Նանոլասերի հայեցակարգ եւ դասակարգում

Nanolaser- ը մի տեսակ միկրո եւ նանո սարք է, որը պատրաստված է նանոմ նյութերից, ինչպիսիք են Nanowire- ը `որպես ռեզոնատոր եւ կարող են արտանետվել լազերային լուսանկարի կամ էլեկտրական հուզմունքի տակ: Այս լազերի չափը հաճախ հարյուրավոր միկրոներ կամ նույնիսկ տասնյակ միկրոններ է, եւ տրամագիծը կախված է նանոմետրերի կարգի, ինչը ապագա բարակ ֆիլմի եւ այլ ոլորտների կարեւոր մասն է:

Նանոլասերի դասակարգում.

1. Nanowire լազեր

2001-ին Միացյալ Նահանգների Կալիֆոռնիայի համալսարանի հետազոտողները ստեղծեցին աշխարհի ամենափոքր լազերային լազերները `նանոոպտիկական մետաղալարով` մարդու մազերի երկարության միայն մեկ հազարերորդը: Այս լազերը ոչ միայն արտանետում է ուլտրամանուշակագույն լազերները, բայց կարող են նաեւ կարգավորել `լազերներն արտանետելու համար` կապույտից մինչեւ խորը ուլտրամանուշակագույն: Հետազոտողները օգտագործում էին ստանդարտ տեխնիկա, որը կոչվում էր կողմնորոշված ​​էպիպիտացիա, մաքուր ցինկի օքսիդ բյուրեղներից լազերային ստեղծելու համար: Նրանք առաջին հերթին «մշակված» են, այսինքն, ձեւավորվում է ոսկու շերտի վրա `20nm- ից 150NM եւ 15,000 NM մաքուր ցինկի օքսիդ լարերի տրամագծով: Այնուհետեւ, երբ հետազոտողները ակտիվացրին մաքուր ցինկի օքսիդ բյուրեղները Nanow- ի մեջ `ջերմոցով մեկ այլ լազերով, մաքուր ցինկ օքսիդ բյուրեղները լազեր էին արտանետում միայն 17nm ալիքի երկարությամբ: Նման նանոլարկերը ի վերջո կարող էին օգտագործվել քիմիական նյութերը հայտնաբերելու եւ համակարգչային սկավառակների եւ ֆոտոնիկ համակարգիչների տեղեկատվության պահպանման կարողությունը բարելավելու համար:

2-ը: Ուլտրամանուշակագույն նանոլատու

Միկրո-լազերների, միկրո սկավառակի լազերների, միկրո օղակի լազերների, միկրո օղակի լազերների, քիմիկոսյան ավալանշի լազերների, քիմիկոսյան ավալանշի լազերների եւ Կալիֆոռնիայի համալսարանի քիմիկոս Յանգի ավալանշի եւ նրա գործընկերների հավաքածուներ, որոնք հանդիսանում են սենյակային ջերմաստիճանի նանոլազերներ: Այս ցինկ օքսիդի նանոլասերը կարող է լազեր արտանետել 0.3NM- ից պակաս, իսկ 385NM ալիքի երկարությամբ թեթեւ հուզմունքով, որը համարվում է աշխարհի ամենափոքր լազերը եւ նանոտեխնոլոգիան օգտագործող առաջին գործնական սարքերից մեկը: Զարգացման սկզբնական փուլում հետազոտողները կանխատեսում էին, որ այս ZNO Nanolaser- ը հեշտ է արտադրել, բարձր պայծառություն, փոքր չափսեր, եւ կատարումը հավասար է կամ նույնիսկ ավելի լավ, քան Gan Blue Lasers հավասար կամ նույնիսկ ավելի լավը: Բարձր խտության Nanowire զանգվածներ պատրաստելու ունակության պատճառով ZNO նանոլազերը կարող են մուտքագրել բազմաթիվ ծրագրեր, որոնք հնարավոր չեն այսօրվա GaAS սարքերով: Նման լազերներն աճելու համար ZNO Nanowire- ը սինթեզվում է գազի փոխադրման եղանակով, որը կատալիզացնում է էպիտաքսային բյուրեղային աճը: Նախ, շափյուղայի ենթաշերտը պատված է 1 նմ 3,5NM հաստ ոսկե ֆիլմի շերտով, այնուհետեւ այն դրեք ալյումինայի նավակի վրա, ամոնիակի հոսքի մեջ գտնվող նյութը եւ ենթաշերտը, ապա ZN գոլորշին տեղափոխվում է սուբստրատ: 2min ~ 10min աճի գործընթացում ստեղծվել է 2 մուկի 10 մուկի նանուերներ վեցանկյուն լայնածավալ տարածքով: Հետազոտողները պարզել են, որ ZNO Nanowire- ը կազմում է բնական լազերային խոռոչ, 20nm- ից 150NM տրամագծով, իսկ դրա տրամագծի առավելագույնը (95%) կազմում է 70NM-ից 100nm: NOnowires- ի խթանված արտանետումը ուսումնասիրելու համար հետազոտողները օպտիկականորեն ֆոտոխցիկ են մղում ջերմոցում `ND- ի չորրորդ ներդաշնակ արտադրությամբ: YAG լազերային (266nm ալիքի լայնություն): Արտանետման սպեկտրի էվոլյուցիայի ժամանակ լույսը վկայում է պոմպի հզորության բարձրացման հետ: Երբ լազինգը գերազանցում է ZNO Nanowire- ի (մոտ 40 կՎ / սմ) շեմն, ամենաբարձր կետը կհայտնվի արտանետումների սպեկտրում: Այս ամենաբարձր կետերի գծի լայնությունը 0,3nm պակաս է, ինչը ավելի քան 1/50 պակաս է, քան շեմի ներքեւի արտանետվող եզրագծից տողի լայնությունը: Այս նեղ գծային տարբերությունները եւ արտանետման ինտենսիվության արագ աճը կատարեցին հետազոտողներին եզրակացնել, որ խթանված արտանետումն իսկապես տեղի է ունենում այս նանիներում: Հետեւաբար, այս Nanowire զանգվածը կարող է հանդես գալ որպես բնական ռեզոնատոր եւ այդպիսով դառնալ իդեալական միկրո լազերային աղբյուր: Հետազոտողները կարծում են, որ այս կարճ ալիքի երկարությունը կարող է օգտագործվել օպտիկական հաշվարկների, տեղեկատվական պահեստավորման եւ նանոանալիզերի բնագավառներում:

3. Քվանտային ջրհոր լազերներ

2010 թվականից առաջ եւ հետո կիսահաղորդչային չիպի վրա գծված գծի լայնությունը կհասնի 100nm կամ ավելի ցածր, եւ մի քանի էլեկտրոնային էլեկտրոններ կլինեն միացում, եւ էլեկտրոնի ավելացումը եւ նվազումը մեծ ազդեցություն կունենա շրջանային գործունեության վրա: Այս խնդիրը լուծելու համար ծնվել են Quantum ջրհոր լազերները: Քվանտային մեխանիզմներում հնարավոր դաշտը, որը սահմանափակում է էլեկտրոնների շարժումը եւ դրանք քանակեցնում, քվանտ է կոչվում: Այս քվանտային սահմանափակումն օգտագործվում է կիսահաղորդչային լազերի ակտիվ շերտի մեջ քվանտային էներգիայի մակարդակը ձեւավորելու համար, որպեսզի էներգիայի մակարդակի միջեւ էլեկտրոնային անցումը գերակշռում է լազերային հուզված ճառագայթմանը, որը քվանտային ջրհոր լազեր է: Քվանտային լավ լազերների երկու տեսակ կա. Քվանտային գծի լազերներ եւ քվանտային կետի լազերներ:

① Քվանտային գծի լազեր

Գիտնականները մշակել են քվանտային մետաղալարերի լազերներ, որոնք 1000 անգամ ավելի հզոր են, քան ավանդական լազերները, մեծ քայլ կատարելով համակարգիչների եւ կապի ավելի արագ սարքերի ստեղծման ուղղությամբ: Լազերը, որը կարող է բարձրացնել աուդիո, վիդեո, ինտերնետի եւ հաղորդակցման այլ ձեւերի արագությունը օպտիկամանրաթելային ցանցերի վերաբերյալ, մշակվել է Քեյլի համալսարանի, Lucent Technologies Bell Labs- ի գիտնականներ Նյու Jersey երսիում եւ Դրեզդեն քաղաքում գտնվող Ֆիզիկայի Ինստիտուտում: Այս ավելի բարձր էներգիայի լազերները կնվազեցներ թանկարժեք կրկնողների անհրաժեշտությունը, որոնք տեղադրված են յուրաքանչյուր 80 կմ (50 մղոն) կապի գծի երկայնքով, կրկին արտադրում են լազերային իմպուլսներ, որոնք ավելի քիչ ինտենսիվ են, քանի որ նրանք ճանապարհորդում են մանրաթելից (կրկնողներ):