Ang Nanolaser usa ka matang sa micro ug nano device nga ginama sa nanomaterials sama sa nanowire isip resonator ug makapagawas ug laser ubos sa photoexcitation o electrical excitation.Ang gidak-on niini nga laser kasagaran gatosan ka micron o bisan napulo ka microns, ug ang diametro hangtod sa nanometer order, nga usa ka importante nga bahin sa umaabot nga thin film display, integrated optics ug uban pang mga natad.
Klasipikasyon sa nanolaser:
1. Nanowire laser
Niadtong 2001, ang mga tigdukiduki sa Unibersidad sa California, Berkeley, sa Estados Unidos, nagmugna sa pinakagamay nga laser sa kalibotan – nanolasers – sa nanooptic wire nga usa lang ka libo sa gitas-on sa buhok sa tawo.Kini nga laser dili lamang nagpagawas sa mga ultraviolet nga laser, apan mahimo usab nga i-tune aron mabuga ang mga laser gikan sa asul hangtod sa lawom nga ultraviolet.Gigamit sa mga tigdukiduki ang usa ka standard nga teknik nga gitawag nga oriented epiphytation aron mahimo ang laser gikan sa puro nga mga kristal nga zinc oxide.Una nila nga "nagkultura" nga mga nanowires, nga mao, naporma sa usa ka layer nga bulawan nga adunay diyametro nga 20nm hangtod 150nm ug usa ka gitas-on nga 10,000 nm nga puro nga zinc oxide nga mga wire.Dayon, sa dihang gi-activate sa mga tigdukiduki ang puro nga zinc oxide nga mga kristal sa nanowires gamit ang laing laser ubos sa greenhouse, ang puro nga zinc oxide nga mga kristal nagpagawas ug laser nga may wavelength nga 17nm lamang.Ang ingon nga mga nanolaser mahimo’g magamit sa katapusan aron mahibal-an ang mga kemikal ug mapaayo ang kapasidad sa pagtipig sa impormasyon sa mga disk sa kompyuter ug mga photonic nga kompyuter.
2. Ultraviolet nanolaser
Pagkahuman sa pag-abut sa mga micro-laser, micro-disk laser, micro-ring laser, ug quantum avalanche laser, ang chemist nga si Yang Peidong ug ang iyang mga kauban sa University of California, Berkeley, naghimo sa mga nanolaser sa temperatura sa kwarto.Kini nga zinc oxide nanolaser makapagawas sa usa ka laser nga adunay linewidth nga ubos sa 0.3nm ug usa ka wavelength nga 385nm ubos sa light excitation, nga gikonsiderar nga pinakagamay nga laser sa kalibutan ug usa sa unang praktikal nga mga himan nga gihimo gamit ang nanotechnology.Sa una nga yugto sa pag-uswag, gitagna sa mga tigdukiduki nga kini nga ZnO nanolaser dali nga paghimo, taas nga kahayag, gamay nga gidak-on, ug ang pasundayag parehas o labi ka maayo kaysa sa mga asul nga laser sa GaN.Tungod sa abilidad sa paghimo sa mga high-density nanowire arrays, ang ZnO nanolasers makasulod sa daghang mga aplikasyon nga dili mahimo sa mga GaAs device karon.Aron motubo ang ingon nga mga laser, ang ZnO nanowire gi-synthesize sa pamaagi sa transportasyon sa gas nga nag-catalyze sa pagtubo sa kristal nga epitaxial.Una, ang sapphire substrate adunay sapaw sa usa ka layer sa 1 nm ~ 3.5nm baga nga bulawan nga pelikula, ug unya ibutang kini sa usa ka alumina sakayan, ang materyal ug ang substrate gipainit sa 880 ° C ~ 905 ° C sa ammonia dagan sa paghimo. Ang singaw sa Zn, ug dayon ang alisngaw sa Zn gidala sa substrate.Ang mga nanowires nga 2μm ~ 10μm nga adunay hexagonal cross-sectional area namugna sa proseso sa pagtubo sa 2min ~ 10min.Nakaplagan sa mga tigdukiduki nga ang ZnO nanowire nagporma og natural nga laser cavity nga adunay diyametro nga 20nm ngadto sa 150nm, ug ang kadaghanan (95%) sa diametro niini maoy 70nm ngadto sa 100nm.Aron matun-an ang stimulated emission sa mga nanowires, ang mga tigdukiduki optically pumped sa sample sa usa ka greenhouse nga adunay ikaupat nga harmonic output sa usa ka Nd:YAG laser (266nm wavelength, 3ns pulse width).Atol sa ebolusyon sa emission spectrum, ang kahayag napiang sa pagdugang sa pump power.Kung ang lasing molapas sa threshold sa ZnO nanowire (mga 40kW/cm), ang pinakataas nga punto makita sa emission spectrum.Ang gilapdon sa linya niining pinakataas nga mga punto mas ubos kay sa 0.3nm, nga labaw pa sa 1/50 ubos sa gilapdon sa linya gikan sa emission vertex ubos sa threshold.Kining mga pig-ot nga linewidths ug paspas nga pagtaas sa intensity sa emission nagdala sa mga tigdukiduki sa paghinapos nga ang stimulated emission tinuod nga mahitabo sa niini nga mga nanowires.Busa, kini nga nanowire array mahimong molihok ingon nga usa ka natural nga resonator ug sa ingon mahimong usa ka sulundon nga micro laser tinubdan.Ang mga tigdukiduki nagtuo nga kini nga mubo nga wavelength nanolaser mahimong magamit sa natad sa optical computing, pagtipig sa impormasyon ug nanoanalyzer.
3. Quantum well lasers
Sa wala pa ug pagkahuman sa 2010, ang gilapdon sa linya nga gikulit sa semiconductor chip moabot sa 100nm o dili kaayo, ug adunay pipila ra nga mga electron nga molihok sa sirkito, ug ang pagtaas ug pagkunhod sa usa ka electron adunay dako nga epekto sa operasyon sa sirkito.Aron masulbad kini nga problema, natawo ang mga quantum well laser.Sa quantum mechanics, usa ka potensyal nga natad nga nagpugong sa paglihok sa mga electron ug nag-quantize niini gitawag nga quantum well.Kini nga quantum constraint gigamit sa pagporma sa quantum nga lebel sa enerhiya sa aktibong layer sa semiconductor laser, aron ang elektronik nga transisyon tali sa lebel sa enerhiya nagdominar sa excited radiation sa laser, nga usa ka quantum well laser.Adunay duha ka matang sa quantum well lasers: quantum line lasers ug quantum dot lasers.
① Kuantum linya laser
Ang mga siyentipiko nakahimo og quantum wire lasers nga 1,000 ka pilo nga mas gamhanan kay sa tradisyonal nga mga laser, nga naghimo sa usa ka dako nga lakang ngadto sa paghimo sa mas paspas nga mga kompyuter ug komunikasyon nga mga himan.Ang laser, nga makadugang sa katulin sa audio, video, Internet ug uban pang mga porma sa komunikasyon sa fiber-optic nga mga network, gimugna sa mga siyentipiko sa Yale University, Lucent Technologies Bell LABS sa New Jersey ug sa Max Planck Institute for Physics sa Dresden, Alemanya.Kini nga mas taas nga gahum nga mga laser makapakunhod sa panginahanglan alang sa mahal nga mga Repeater, nga gi-install matag 80km (50 ka milya) ubay sa linya sa komunikasyon, pag-usab nga nagpatunghag mga pulso sa laser nga dili kaayo grabe samtang nagbiyahe sila pinaagi sa fiber (Repeaters).
Oras sa pag-post: Hun-15-2023