நானோலேசர்களின் கருத்து மற்றும் வகைப்பாடு

நானோலேசர் என்பது ஒரு வகையான மைக்ரோ மற்றும் நானோ சாதனமாகும், இது நானோவைர் போன்ற நானோ பொருட்களால் ரெசனேட்டராக உருவாக்கப்படுகிறது மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை அல்லது மின் தூண்டுதலின் கீழ் லேசரை வெளியிட முடியும். இந்த லேசரின் அளவு பெரும்பாலும் நூற்றுக்கணக்கான மைக்ரான்கள் அல்லது பல்லாயிரக்கணக்கான மைக்ரான்கள் மட்டுமே, மற்றும் விட்டம் நானோமீட்டர் வரிசை வரை இருக்கும், இது எதிர்கால மெல்லிய படக் காட்சி, ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் மற்றும் பிற துறைகளின் முக்கிய பகுதியாகும்.

நானோலேசரின் வகைப்பாடு:

1. நானோவைர் லேசர்

2001 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்காவின் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், பெர்க்லி, உலகின் மிகச்சிறிய லேசர் - நானோலேசர்கள் - நானோப்டிக் கம்பியில் மனித முடியின் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு நீளத்தை மட்டுமே உருவாக்கினர். இந்த லேசர் புற ஊதா ஒளிக்கதிர்களை வெளியிடுவது மட்டுமல்லாமல், நீலத்திலிருந்து ஆழமான புற ஊதா வரையிலான லேசர்களை வெளியிடுவதற்கும் டியூன் செய்யலாம். தூய துத்தநாக ஆக்சைடு படிகங்களிலிருந்து லேசரை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஓரியண்டட் எபிஃபைட்டேஷன் எனப்படும் நிலையான நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். அவர்கள் முதலில் "பண்பட்ட" நானோவாய்களை, அதாவது 20nm முதல் 150nm வரை விட்டம் மற்றும் 10,000 nm தூய துத்தநாக ஆக்சைடு கம்பிகள் நீளம் கொண்ட ஒரு தங்க அடுக்கில் உருவாக்கப்பட்டது. பின்னர், கிரீன்ஹவுஸின் கீழ் மற்றொரு லேசர் மூலம் நானோவாய்களில் தூய துத்தநாக ஆக்சைடு படிகங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் செயல்படுத்தியபோது, ​​​​தூய துத்தநாக ஆக்சைடு படிகங்கள் 17nm அலைநீளம் கொண்ட லேசரை வெளியிடுகின்றன. இத்தகைய நானோலேசர்கள் இறுதியில் இரசாயனங்களை அடையாளம் காணவும் கணினி வட்டுகள் மற்றும் ஃபோட்டானிக் கணினிகளின் தகவல் சேமிப்பு திறனை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

2. புற ஊதா நானோலேசர்

மைக்ரோ-லேசர்கள், மைக்ரோ-டிஸ்க் லேசர்கள், மைக்ரோ-ரிங் லேசர்கள் மற்றும் குவாண்டம் பனிச்சரிவு லேசர்கள் ஆகியவற்றின் வருகையைத் தொடர்ந்து, வேதியியலாளர் யாங் பீடாங் மற்றும் பெர்க்லி கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் அவரது சகாக்கள் அறை வெப்பநிலை நானோலேசர்களை உருவாக்கினர். இந்த துத்தநாக ஆக்சைடு நானோலேசர் 0.3nm க்கும் குறைவான லைன்விட்த் மற்றும் 385nm அலைநீளம் கொண்ட ஒளி தூண்டுதலின் கீழ் ஒரு லேசரை வெளியிடும், இது உலகின் மிகச்சிறிய லேசர் மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட முதல் நடைமுறை சாதனங்களில் ஒன்றாக கருதப்படுகிறது. வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தில், இந்த ZnO நானோலேசர் தயாரிக்க எளிதானது, அதிக பிரகாசம், சிறிய அளவு, மற்றும் செயல்திறன் GaN நீல ஒளிக்கதிர்களுக்கு சமமானதாகவோ அல்லது அதைவிட சிறந்ததாகவோ இருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணித்துள்ளனர். அதிக அடர்த்தி கொண்ட நானோவைர் வரிசைகளை உருவாக்கும் திறன் காரணமாக, ZnO நானோலேசர்கள் இன்றைய GaAs சாதனங்களில் சாத்தியமில்லாத பல பயன்பாடுகளை உள்ளிட முடியும். இத்தகைய லேசர்களை வளர்ப்பதற்காக, ZnO நானோவைர் வாயு போக்குவரத்து முறை மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இது எபிடாக்சியல் படிக வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கிறது. முதலில், சபையர் அடி மூலக்கூறு 1 nm~3.5nm தடிமனான தங்கப் படலத்தால் பூசப்பட்டு, பின்னர் அதை ஒரு அலுமினா படகில் வைத்து, பொருள் மற்றும் அடி மூலக்கூறு 880 ° C ~905 ° C க்கு அம்மோனியா ஓட்டத்தில் வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. Zn நீராவி, பின்னர் Zn நீராவி அடி மூலக்கூறுக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. அறுகோண குறுக்குவெட்டு பகுதியுடன் 2μm~10μm நானோவாய்கள் 2min~10min வளர்ச்சி செயல்பாட்டில் உருவாக்கப்பட்டன. ZnO நானோவைர் 20nm முதல் 150nm வரை விட்டம் கொண்ட இயற்கையான லேசர் குழியை உருவாக்குகிறது என்றும், அதன் விட்டத்தில் பெரும்பாலானவை (95%) 70nm முதல் 100nm வரை இருக்கும் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். நானோவாய்களின் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வை ஆய்வு செய்ய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு கிரீன்ஹவுஸில் ஒரு Nd:YAG லேசரின் (266nm அலைநீளம், 3ns துடிப்பு அகலம்) நான்காவது ஹார்மோனிக் வெளியீட்டைக் கொண்ட மாதிரியை ஒளியியல் ரீதியாக பம்ப் செய்தனர். உமிழ்வு ஸ்பெக்ட்ரமின் பரிணாம வளர்ச்சியின் போது, ​​பம்ப் சக்தியின் அதிகரிப்புடன் ஒளி லேம் செய்யப்படுகிறது. லேசிங் ZnO நானோவைரின் (சுமார் 40kW/cm) வரம்பை மீறும் போது, ​​உமிழ்வு நிறமாலையில் மிக உயர்ந்த புள்ளி தோன்றும். இந்த உயர்ந்த புள்ளிகளின் கோட்டின் அகலம் 0.3nm க்கும் குறைவாக உள்ளது, இது வாசலுக்கு கீழே உள்ள உமிழ்வு உச்சியில் இருந்து கோட்டின் அகலத்தை விட 1/50 குறைவாக உள்ளது. இந்த குறுகிய கோடு அகலங்கள் மற்றும் உமிழ்வு தீவிரத்தில் விரைவான அதிகரிப்பு ஆகியவை இந்த நானோவாய்களில் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு உண்மையில் நிகழ்கிறது என்ற முடிவுக்கு ஆராய்ச்சியாளர்களை இட்டுச் சென்றது. எனவே, இந்த நானோவைர் வரிசையானது இயற்கையான ரெசனேட்டராக செயல்பட முடியும், இதனால் சிறந்த மைக்ரோ லேசர் மூலமாக மாறலாம். இந்த குறுகிய அலைநீள நானோலேசரை ஆப்டிகல் கம்ப்யூட்டிங், தகவல் சேமிப்பு மற்றும் நானோ பகுப்பாய்வி ஆகிய துறைகளில் பயன்படுத்தலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர்.

3. குவாண்டம் வெல் லேசர்கள்

2010 க்கு முன்னும் பின்னும், குறைக்கடத்தி சிப்பில் பொறிக்கப்பட்ட கோட்டின் அகலம் 100nm அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்கும், மேலும் மின்சுற்றில் ஒரு சில எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே நகரும், மேலும் எலக்ட்ரானின் அதிகரிப்பு மற்றும் குறைவு அதன் செயல்பாட்டில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். சுற்று. இந்த சிக்கலை தீர்க்க, குவாண்டம் வெல் லேசர்கள் பிறந்தன. குவாண்டம் இயக்கவியலில், எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் மற்றும் அவற்றை அளவிடும் சாத்தியமான புலம் குவாண்டம் கிணறு என்று அழைக்கப்படுகிறது. குறைக்கடத்தி லேசரின் செயலில் உள்ள அடுக்கில் குவாண்டம் ஆற்றல் நிலைகளை உருவாக்க இந்த குவாண்டம் கட்டுப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதனால் ஆற்றல் நிலைகளுக்கு இடையேயான மின்னணு மாற்றம் லேசரின் உற்சாகமான கதிர்வீச்சில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, இது குவாண்டம் கிணறு லேசர் ஆகும். குவாண்டம் வெல் லேசர்களில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன: குவாண்டம் லைன் லேசர்கள் மற்றும் குவாண்டம் டாட் லேசர்கள்.

① குவாண்டம் லைன் லேசர்

விஞ்ஞானிகள் பாரம்பரிய லேசர்களை விட 1,000 மடங்கு சக்தி வாய்ந்த குவாண்டம் வயர் லேசர்களை உருவாக்கியுள்ளனர், இது வேகமான கணினிகள் மற்றும் தகவல் தொடர்பு சாதனங்களை உருவாக்குவதில் ஒரு பெரிய படியை எடுத்துள்ளது. ஃபைபர்-ஆப்டிக் நெட்வொர்க்குகள் மூலம் ஆடியோ, வீடியோ, இணையம் மற்றும் பிற வகையான தகவல்தொடர்புகளின் வேகத்தை அதிகரிக்கக்கூடிய லேசர், யேல் பல்கலைக்கழகம், நியூ ஜெர்சியில் உள்ள லூசன்ட் டெக்னாலஜிஸ் பெல் லேப்ஸ் மற்றும் டிரெஸ்டனில் உள்ள இயற்பியலுக்கான மேக்ஸ் பிளாங்க் நிறுவனம் ஆகியவற்றால் உருவாக்கப்பட்டது. ஜெர்மனி. இந்த உயர்-திறன் ஒளிக்கதிர்கள் விலையுயர்ந்த ரிப்பீட்டர்களின் தேவையைக் குறைக்கும், அவை ஒவ்வொரு 80 கிமீ (50 மைல்) தொலைவிலும் தகவல்தொடர்பு வரிசையில் நிறுவப்பட்டு, ஃபைபர் (ரிப்பீட்டர்கள்) வழியாகச் செல்லும் போது குறைந்த தீவிரம் கொண்ட லேசர் பருப்புகளை மீண்டும் உருவாக்குகின்றன.