Nanolazer, rezonator kimi nanotel kimi nanomateriallardan hazırlanmış və foto həyəcanlandırma və ya elektrik həyəcanı altında lazer yaya bilən bir növ mikro və nano cihazdır.Bu lazerin ölçüsü çox vaxt yalnız yüzlərlə mikron, hətta onlarla mikrondur və diametri nanometr sırasına qədərdir ki, bu da gələcək nazik film ekranının, inteqrasiya olunmuş optikanın və digər sahələrin mühüm hissəsidir.
Nanolazerlərin təsnifatı:
1. Nanotel lazer
2001-ci ildə ABŞ-ın Berkli Kaliforniya Universitetinin tədqiqatçıları insan saçının uzunluğunun yalnız mində biri olan nanoptik naqildə dünyanın ən kiçik lazerini - nanolazerləri yaratdılar.Bu lazer təkcə ultrabənövşəyi lazerlər buraxmır, həm də mavidən dərin ultrabənövşəyi rəngə qədər lazerlər buraxmaq üçün tənzimlənə bilər.Tədqiqatçılar təmiz sink oksidi kristallarından lazer yaratmaq üçün oriented epiphytation adlı standart texnikadan istifadə ediblər.Onlar əvvəlcə nanotelləri "kultura etdilər", yəni diametri 20 nm-dən 150 nm-ə qədər və uzunluğu 10 000 nm saf sink oksidi naqillərindən ibarət qızıl təbəqə üzərində əmələ gəldilər.Daha sonra tədqiqatçılar nanotellərdəki saf sink oksid kristallarını istixana altında başqa bir lazerlə aktivləşdirdikdə, saf sink oksidi kristalları cəmi 17nm dalğa uzunluğuna malik lazer yaydılar.Belə nanolazerlər nəhayət kimyəvi maddələri müəyyən etmək və kompüter disklərinin və fotonik kompüterlərin məlumat saxlama qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.
2. Ultraviyole nanolazer
Mikro lazerlərin, mikro disk lazerlərinin, mikro halqa lazerlərinin və kvant uçqun lazerlərinin meydana çıxmasından sonra kimyaçı Yang Peidong və Berkli Kaliforniya Universitetindəki həmkarları otaq temperaturunda nanolazerlər hazırladılar.Bu sink oksidli nanolazer işıq həyəcanı altında xəttin eni 0,3 nm-dən az və dalğa uzunluğu 385 nm olan lazer buraxa bilir ki, bu da dünyada ən kiçik lazer hesab olunur və nanotexnologiyadan istifadə etməklə istehsal olunan ilk praktik cihazlardan biridir.Tədqiqatçılar inkişafın ilkin mərhələsində bu ZnO nanolazerin istehsalının asan olduğunu, yüksək parlaqlığı, kiçik ölçüsünü və performansının GaN mavi lazerlərinə bərabər və ya ondan daha yaxşı olduğunu proqnozlaşdırdılar.Yüksək sıxlıqlı nanotel massivləri yaratmaq qabiliyyətinə görə, ZnO nanolazerləri bugünkü GaAs cihazları ilə mümkün olmayan bir çox tətbiqlərə daxil ola bilir.Belə lazerləri yetişdirmək üçün epitaksial kristal artımını kataliz edən qaz nəqli üsulu ilə ZnO nanotelləri sintez edilir.Əvvəlcə sapfir substratı 1 nm ~ 3,5 nm qalınlığında qızıl film təbəqəsi ilə örtülür və sonra alüminium oksidi gəmisinə qoyulur, material və substrat istehsal etmək üçün ammonyak axınında 880 ° C ~ 905 ° C-ə qədər qızdırılır. Zn buxarı, sonra Zn buxarı substrata daşınır.2 dəq ~ 10 dəqiqəlik böyümə prosesində altıbucaqlı en kəsiyi sahəsi olan 2μm~10μm nanotellər yaradıldı.Tədqiqatçılar müəyyən etdilər ki, ZnO nanotelləri 20nm-dən 150nm-ə qədər diametrli təbii lazer boşluğu əmələ gətirir və onun diametrinin əksəriyyəti (95%) 70nm-dən 100nm-ə qədərdir.Nanotellərin stimullaşdırılmış emissiyasını öyrənmək üçün tədqiqatçılar nümunəni Nd:YAG lazerinin dördüncü harmonik çıxışı (266nm dalğa uzunluğu, 3ns impuls eni) ilə istixanaya optik şəkildə vurdular.Emissiya spektrinin təkamülü zamanı işıq nasosun gücünün artması ilə işıqlandırılır.Lasing ZnO nanotelinin həddini (təxminən 40kVt/sm) keçdikdə emissiya spektrində ən yüksək nöqtə görünəcək.Bu ən yüksək nöqtələrin xətti eni 0,3 nm-dən azdır ki, bu da eşikdən aşağı emissiya zirvəsindən xəttin enindən 1/50 azdır.Bu dar xətt genişlikləri və emissiya intensivliyindəki sürətli artımlar tədqiqatçıları stimullaşdırılmış emissiyanın həqiqətən də bu nanotellərdə baş verdiyi qənaətinə gətirdi.Buna görə də, bu nanotel massivi təbii rezonator kimi çıxış edə bilər və beləliklə, ideal mikro lazer mənbəyinə çevrilə bilər.Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, bu qısa dalğalı nanolazer optik hesablama, məlumatların saxlanması və nanoanalizator sahələrində istifadə oluna bilər.
3. Kvant quyularının lazerləri
2010-cu ildən əvvəl və sonra yarımkeçirici çipdə həkk olunmuş xəttin eni 100nm və ya daha azına çatacaq və dövrədə yalnız bir neçə elektron hərəkət edəcək və elektronun artması və azalması elektronun işinə böyük təsir göstərəcək. dövrə.Bu problemi həll etmək üçün kvant quyusu lazerləri yarandı.Kvant mexanikasında elektronların hərəkətini məhdudlaşdıran və onları kvantlaşdıran potensial sahəyə kvant quyusu deyilir.Bu kvant məhdudiyyəti yarımkeçirici lazerin aktiv təbəqəsində kvant enerji səviyyələrini yaratmaq üçün istifadə olunur, belə ki, enerji səviyyələri arasında elektron keçid kvant quyusu lazeri olan lazerin həyəcanlı şüalanmasına üstünlük verir.Kvant quyusu lazerlərinin iki növü var: kvant xətti lazerləri və kvant nöqtə lazerləri.
① Kvant xətti lazeri
Elm adamları ənənəvi lazerlərdən 1000 dəfə daha güclü kvant naqilli lazerlər hazırlayıb və daha sürətli kompüterlər və kommunikasiya cihazlarının yaradılması istiqamətində böyük addım atıblar.Fiber-optik şəbəkələr üzərindən audio, video, internet və digər ünsiyyət formalarının sürətini artıra bilən lazer Yale Universiteti, Nyu Cersidəki Lucent Technologies Bell LABS və Drezdendəki Maks Plank Fizika İnstitutunun alimləri tərəfindən hazırlanıb. Almaniya.Bu yüksək güclü lazerlər kommunikasiya xətti boyunca hər 80 km (50 mil) məsafədə quraşdırılan bahalı Təkrarlayıcılara ehtiyacı azaldacaq və yenə də lifdən keçərkən daha az intensiv olan lazer impulsları istehsal edəcək (Təkrarlayıcılar).
Göndərmə vaxtı: 15 iyun 2023-cü il