Nanolaser ass eng Zort Mikro- an Nano-Apparat, deen aus Nanomaterialien wéi Nanowire als Resonator gemaach ass a Laser ënner Photoexcitatioun oder elektrescher Excitatioun emittéiere kann.D'Gréisst vun dësem Laser ass dacks nëmmen Honnerte vu Mikron oder souguer Zénger vu Mikron, an den Duerchmiesser ass bis zu der Nanometer-Uerdnung, wat e wichtege Bestanddeel vun der zukünfteg Dënnfilmdisplay, integréierter Optik an aner Felder ass.
Klassifikatioun vun Nanolaser:
1. Nanowire Laser
Am Joer 2001 hunn d'Fuerscher vun der University of California, Berkeley, an den USA, dee klengste Laser vun der Welt - Nanolaser - um nanooptesche Drot nëmmen een Dausende vun der Längt vun engem mënschlechen Hoer erstallt.Dëse Laser emittéiert net nëmmen ultraviolet Laser, mee kann och ofgestëmmt ginn fir Laser aus blo bis déif ultraviolet ze emittéieren.D'Fuerscher hunn eng Standardtechnik genannt orientéiert Epiphytatioun benotzt fir de Laser aus reinen Zinkoxid-Kristalle ze kreéieren.Si hunn als éischt Nanodrähten "kultivéiert", dat heescht op enger Goldschicht mat engem Duerchmiesser vun 20nm bis 150nm an enger Längt vun 10.000 nm reinen Zinkoxiddraht geformt.Dann, wann d'Fuerscher déi reng Zinkoxid-Kristalle an den Nanowire mat engem anere Laser ënner dem Treibhauseffekt aktivéiert hunn, hunn déi reng Zinkoxid-Kristalle e Laser mat enger Wellelängt vu nëmmen 17nm emittéiert.Esou Nanolaser kéinte schliisslech benotzt ginn fir Chemikalien z'identifizéieren an d'Informatiounsspeicherkapazitéit vu Computerdisken a photonesche Computeren ze verbesseren.
2. Ultraviolet Nanolaser
No der Erscheinung vu Mikro-Laseren, Mikro-Disk Laser, Mikro-Ring Laser, a Quante Lawine Laser, hunn de Chemiker Yang Peidong a seng Kollegen op der University of California, Berkeley Raumtemperatur Nanolaser gemaach.Dësen Zinkoxid-Nanolaser kann e Laser mat enger Linnbreedung vu manner wéi 0,3nm an enger Wellelängt vun 385nm ënner Liichtexcitatioun emittéieren, wat als de klengste Laser op der Welt ugesi gëtt an ee vun den éischte prakteschen Apparater, déi mat Nanotechnologie hiergestallt ginn.An der éischter Etapp vun der Entwécklung hunn d'Fuerscher virausgesot datt dësen ZnO Nanolaser einfach ze fabrizéieren ass, héich Hellegkeet, kleng Gréisst, an d'Performance ass gläich oder souguer besser wéi GaN blo Laser.Wéinst der Fäegkeet fir High-Density Nanowire-Arrays ze maachen, kënnen ZnO Nanolaser vill Uwendungen eraginn, déi net méiglech sinn mat GaAs-Geräter vun haut.Fir sou Laser ze wuessen, gëtt ZnO Nanowire duerch Gastransportmethod synthetiséiert, déi epitaxial Kristallwachstum katalyséiert.Als éischt gëtt de Saphir-Substrat mat enger Schicht vun 1 nm ~ 3,5 nm décke Goldfilm beschichtet, a setzt se dann op en Aluminiumoxidboot, d'Material an de Substrat ginn op 880 ° C ~ 905 ° C am Ammoniakfloss erhëtzt fir ze produzéieren Zn Damp, an dann gëtt den Zn Damp an de Substrat transportéiert.Nanowires vun 2μm ~ 10μm mat sechseckegen Querschnittsfläch goufen am Wuesstumsprozess vun 2min ~ 10min generéiert.D'Fuerscher hunn erausfonnt datt ZnO Nanowire eng natierlech Laserhöhle bildt mat engem Duerchmiesser vun 20nm bis 150nm, an déi meescht (95%) vu sengem Duerchmiesser ass 70nm bis 100nm.Fir stimuléiert Emissioun vun den Nanowires ze studéieren, hunn d'Fuerscher d'Probe optesch an engem Treibhauseffekt gepompelt mat der véierter harmonescher Ausgang vun engem Nd: YAG Laser (266nm Wellelängt, 3ns Pulsbreed).Wärend der Evolutioun vum Emissiounsspektrum gëtt d'Liicht mat der Erhéijung vun der Pompelkraaft geläscht.Wann d'Lasing d'Schwell vun ZnO Nanowire iwwerschreift (ongeféier 40kW / cm), erschéngt den héchste Punkt am Emissiounsspektrum.D'Linnbreed vun dësen héchste Punkten ass manner wéi 0,3nm, wat méi wéi 1/50 manner ass wéi d'Linnbreed vum Emissiounswirt ënner der Schwell.Dës schmuel Linnebreeten a séier Erhéijunge vun der Emissiounsintensitéit hunn d'Fuerscher zum Schluss gefouert datt stimuléiert Emissioun wierklech an dësen Nanowires geschitt.Dofir kann dës Nanowire-Array als natierleche Resonator handelen an domat eng ideal Mikrolaserquell ginn.D'Fuerscher gleewen datt dëse Kuerzwellelängt-Nanolaser an de Beräicher vum opteschen Informatik, Informatiounsspeicher an Nanoanalyzer benotzt ka ginn.
3. Quantephysik gutt Laser
Virun an no 2010 wäert d'Linnbreed, déi um Halbleiterchip geätzt gëtt, 100nm oder manner erreechen, an et wäerten nëmmen e puer Elektronen am Circuit bewegen, an d'Erhéijung an d'Ofsenkung vun engem Elektron wäert e groussen Impakt op d'Operatioun vun der Circuit.Fir dëse Problem ze léisen, goufen Quantebrunn Laser gebuer.An der Quantemechanik gëtt e potenziellt Feld dat d'Bewegung vun Elektronen beschränkt an se quantiséiert e Quantewell genannt.Dës Quantenbeschränkung gëtt benotzt fir Quantenenergieniveauen an der aktiver Schicht vum Halbleiterlaser ze bilden, sou datt den elektroneschen Iwwergang tëscht den Energieniveauen déi opgereegt Stralung vum Laser dominéiert, deen e Quantewelllaser ass.Et ginn zwou Aarte vu Quantewelllaser: Quantelinelaser a Quantepunktlaser.
① Quanteline Laser
Wëssenschaftler hunn Quantum Drot Laser entwéckelt, déi 1.000 Mol méi staark sinn wéi traditionell Laser, e grousse Schrëtt fir méi séier Computeren a Kommunikatiounsapparater ze kreéieren.De Laser, deen d'Geschwindegkeet vun Audio, Video, Internet an aner Forme vu Kommunikatioun iwwer Glasfaser Netzwierker erhéijen kann, gouf vu Wëssenschaftler vun der Yale University, Lucent Technologies Bell LABS zu New Jersey an dem Max Planck Institut fir Physik zu Dresden entwéckelt. Däitschland.Dës High-Power Laser wäerten d'Bedierfnes fir deier Repeater reduzéieren, déi all 80 km (50 Meilen) laanscht d'Kommunikatiounslinn installéiert sinn, nees Laserimpulse produzéieren déi manner intensiv si wéi se duerch d'Faser reesen (Repeaters).
Post Zäit: Jun-15-2023