NanoLaser je vrsta mikro i nano uređaja koji je izrađen od nanomaterijala poput Nanowire kao rezonatora i može emitirati laser pod fotoekscitacijom ili električnom pobudom. Veličina ovog lasera često je samo stotine mikrona ili čak desetaka mikrona, a promjer je do redoslijeda nanometra, što je važan dio budućeg prikaza tankog filma, integrirane optike i drugih polja.
Klasifikacija nanolaser:
1. Nanowire laser
2001. godine, istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, u Sjedinjenim Državama, stvorili su najmanju svjetsku lasersku-nanolasere-na nanooptu samo tisuću duljine ljudske kose. Ovaj laser ne samo da emitira ultraljubičaste lasere, već se može prilagoditi emitiranju lasera u rasponu od plave do duboke ultraljubičaste. Istraživači su koristili standardnu tehniku nazvanu orijentirana epifitacija kako bi stvorili laser iz kristala čistih cinkovih oksida. Prvo su "kultivirane" nanowire, odnosno formirane na zlatnom sloju promjera od 20 nm do 150 nm i duljine od 10 000 nm čistih žica cink oksida. Zatim, kada su istraživači aktivirali kristale čistog cinkovog oksida u nanovovima s drugim laserom ispod staklenika, čisti kristali cinkovog oksida emitirali su laser s valnom duljinom od samo 17 nm. Takvi nanolaseri na kraju bi se mogli upotrijebiti za identificiranje kemikalija i poboljšanje kapaciteta za pohranu računalnih diskova i fotonskih računala.
2. Ultraljubičasti nanolaser
Nakon pojave mikro-lasera, lasera mikro-diska, lasera mikro-prstena i kvantnih lasera lasera, kemičara Yang Peidong i njegovih kolega sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, napravili su nanolasere na sobnoj temperaturi. Ovaj nanolaser cinkovog oksida može emitirati laser s širinom linije manjom od 0,3 nm i valnom duljinom od 385 nm pod laganim pobudom, što se smatra najmanjim laserom na svijetu i jednim od prvih praktičnih uređaja proizvedenih korištenjem nanotehnologije. U početnoj fazi razvoja, istraživači su predviđali da je ovaj ZnO nanolaser lako izraditi, veliku svjetlinu, malu veličinu, a performanse su jednake ili čak bolje od gan plavih lasera. Zbog mogućnosti izrade nanowire nizova visoke gustoće, ZnO nanolaseri mogu ući u mnoge aplikacije koje nisu moguće s današnjim GAAS uređajima. Da bi se uzgajali takvi laseri, ZnO Nanowire sintetizira se metodom transporta plina koja katalizira rast epitaksijalnog kristala. Prvo, supstrat safira obložena je slojem zlatnog filma debljine 1 nm ~ 3,5 nm, a zatim ga stavite na čamac glinice, materijal i supstrat zagrijavaju se na 880 ° C ~ 905 ° C u protoku amonijaka kako bi se stvorio Zn para, a zatim se Zn parom prevozi u podspartu. Nanowire od 2 μm ~ 10 μm sa šesterokutnim presjekom poprečnog presjeka stvorene su u procesu rasta od 2min ~ 10min. Istraživači su otkrili da ZnO Nanowire tvori prirodnu lasersku šupljinu promjera od 20 nm do 150 nm, a većina (95%) njegovog promjera je 70 nm do 100 nm. Kako bi proučavali stimuliranu emisiju nanovova, istraživači su optički pumpali uzorak u stakleniku s četvrtim harmoničnim izlazom ND: YAG lasera (valna duljina 266 nm, 3NS širina impulsa). Tijekom evolucije spektra emisije, svjetlost se prelijeva s povećanjem snage crpke. Kad laziranje premaši prag ZnO Nanowire (oko 40kW/cm), najviša točka pojavit će se u spektru emisije. Širina linije ovih najviših točaka manja je od 0,3 nm, što je više od 1/50 manja od širine linije od emisijskog vrha ispod praga. Ove uske širine i brzo povećanje intenziteta emisije doveli su do toga da se istraživači zaključe da se stimulirana emisija doista događa u tim nanowirima. Stoga, ovaj nanowire niz može djelovati kao prirodni rezonator i tako postati idealan mikro laserski izvor. Istraživači vjeruju da se ovaj nanolaser kratke valne duljine može koristiti u područjima optičkog računarstva, pohrane informacija i nanoanalyzer.
3. Quantum Well Laseri
Prije i nakon 2010. godine, širina linije utisnuta na poluvodički čip doseći će 100 nm ili manje, a u krugu će se kretati samo nekoliko elektrona, a povećanje i smanjenje elektrona imat će veliki utjecaj na rad kruga. Da bi riješili ovaj problem, rođeni su laseri Quantum Well. U kvantnoj mehanici, potencijalno polje koje ograničava gibanje elektrona i kvantizira ih naziva kvantnom bušotinom. Ovo kvantno ograničenje koristi se za formiranje kvantne razine energije u aktivnom sloju poluvodičkog lasera, tako da elektronički prijelaz između razine energije dominira pobuđenom zračenju lasera, što je kvantni bunar laser. Postoje dvije vrste lasera kvantnih bušotina: laseri kvantnih linija i kvantni točkica.
① Quantum Line Laser
Znanstvenici su razvili lasere kvantne žice koji su 1000 puta moćniji od tradicionalnih lasera, poduzimajući veliki korak ka stvaranju bržih računala i komunikacijskih uređaja. Laser, koji može povećati brzinu zvuka, video, interneta i drugih oblika komunikacije preko optičkih mreža, razvili su znanstvenici sa Sveučilišta Yale, Lucent Technologies Bell Labs u New Jerseyju i Max Planck Institut za fiziku u Dresdenu, Njemačka. Ovi laseri s višom snagom smanjili bi potrebu za skupim ponavljačima, koji su instalirani svakih 80 km (50 milja) duž komunikacijske linije, opet stvarajući laserske impulse koji su manje intenzivni dok putuju kroz vlakna (repetitori).
Post Vrijeme: lipanj-15-2023