Ko te Nanolaser he momo miihini me te taputapu nano i hangaia mai i nga mea nano penei i te nanowire hei resonator ka taea te whakaputa i te laser i raro i te photoexcitation, i te hiko hiko ranei.Ko te rahi o tenei taiaho he maha noa nga rau microns, tae noa ki te tekau o microns, a ko te diameter ki runga ki te raupapa nanometer, i te mea he wahi nui o te whakaaturanga kiriata angiangi heke mai, optics integrated me ētahi atu mara.
Te whakarōpūtanga o te nanolaser:
1. Nanowire laser
I te tau 2001, i hangaia e nga kairangahau o te Whare Wananga o California, Berkeley, i te United States te taiaho iti rawa o te ao – nanolasers – i runga i te waea nanooptic kotahi anake te haumano o te roa o te makawe tangata.Ko tenei laser ehara i te mea ka tukuna noa nga laser ultraviolet, engari ka taea hoki te whakarite ki te whakaputa i nga laser mai i te puru ki te ultraviolet hohonu.I whakamahia e nga kairangahau tetahi tikanga paerewa e kiia ana ko te epiphytation oriented hei hanga i te taiaho mai i nga tioata konutea waikura parakore.Na ratou i "ahua" tuatahi nga nanowires, ara, i hangaia i runga i te paparanga koura me te diameter o te 20nm ki te 150nm me te roa o te 10,000 nm nga waea parakore zinc oxide.Na, i te wa i whakahohehia ai e nga kairangahau nga tioata zinc oxide parakore i roto i nga nanowires me tetahi atu laser i raro i te kati kōtuhi, ka tukuna e nga tioata konutea parakore he laser me te roangaru o te 17nm anake.Ko enei nanolasers ka taea te whakamahi ki te tautuhi i nga matū me te whakapai ake i te kaha rokiroki korero o nga kopae rorohiko me nga rorohiko whakaahua.
2. Ultraviolet nanolaser
I muri mai i te taenga mai o nga miihini moroiti, moroiti-kopae lasers, moroiti-mowhiti laser, me te quantum avalanche lasers, ka hangaia e te tohunga kemu a Yang Peidong me ana hoa mahi i te Whare Wananga o California, Berkeley, nga nanolasers pāmahana rūma.Ka taea e tenei zinc oxide nanolaser te whakaputa i te laser me te whanui raina iti iho i te 0.3nm me te roangaru o te 385nm i raro i te whakaihiihi marama, e kiia ana ko te laser iti rawa atu i te ao me tetahi o nga taputapu mahi tuatahi i hangaia ma te whakamahi i te nanotechnology.I te waahi tuatahi o te whakawhanaketanga, i tohuhia e nga kairangahau ko tenei ZnO nanolaser he ngawari ki te hanga, he maamaa teitei, he iti te rahi, a he rite te mahi ki te pai ake ranei i nga laser puru GaN.Na te kaha ki te hanga i nga raupapa nanowire teitei, ka taea e nga nanolasers ZnO te whakauru i nga tono maha kaore e taea ki nga taputapu GaAs o enei ra.No te tipu o taua lasers, ka whakahiatohia te ZnO nanowire e te tikanga kawe hau e whakatiki ana i te tipu o te karaihe epitaxial.Tuatahi, ka whakakikoruatia te papa o te sapphire ki te paparanga o te 1 nm ~ 3.5nm kiriata koura matotoru, a ka maka ki runga i te poti alumina, ka wera nga rauemi me te taputapu ki te 880 ° C ~ 905 ° C i roto i te rere o te haukini ki te whakaputa. Zn mamaoa, a ka kawea te mamaoa Zn ki te tïpako.Nanowires o 2μm ~ 10μm ki hexagonal rohe ripeka-wāhanga i hanga i roto i te tukanga tupu o 2min ~ 10min.I kitea e nga kairangahau ko te ZnO nanowire te hanga i te waahi laser taiao me te diameter o 20nm ki 150nm, me te nuinga (95%) o tona diameter ko 70nm ki 100nm.Ki te ako i te tukunga whakaihiihi o nga waea nano, ka pupuhi nga kairangahau i te tauira ki roto i te kati kōtuhi me te tuawha o nga putanga pai o te laser Nd:YAG (266nm roangaru, 3ns te whanui o te pupuhi).I te wa o te whanaketanga o te awhiowhio tuku, ka kopa te rama ki te pikinga o te mana papu.I te wa e neke ake ai te taiwhanga i te paepae o te ZnO nanowire (mo te 40kW/cm), ka puta te tohu teitei i roto i te awhi tuku.Ko te whanui raina o enei tohu teitei he iti iho i te 0.3nm, he nui ake i te 1/50 te iti ake i te whanui raina mai i te tihi tuku i raro i te paepae.Ko enei whanui raina whaiti me te piki tere o te kaha tukunga i kii ai nga kairangahau ko te whakaputanga whakaihiihi ka puta i roto i enei waea nano.Na reira, ka taea e tenei huinga nanowire te mahi hei resonator taiao, ka waiho hei puna laser moroiti pai.E whakapono ana nga kairangahau ka taea te whakamahi i tenei nanolaser poto-roa i roto i nga mara o te rorohiko rorohiko, te rokiroki korero me te nanoanalyzer.
3. Taiaho puna quantum
I mua i muri mai i te tau 2010, ko te whanui o te raina kua mau ki runga i te maramara semiconductor ka tae ki te 100nm iti iho ranei, a he iti noa nga irahiko e neke haere ana i roto i te ara iahiko, a ko te piki me te heke o te irahiko ka whai paanga nui ki te mahi o te taiawhio.No te faatitiaifaro i teie fifi, ua fanauhia te mau laser apoo rahi.I roto i nga miihini quantum, ko te waahi ka taea te aukati i te nekehanga o nga irahiko me te ine i a raatau ka kiia ko te puna quantum.Ka whakamahia tenei here quantum ki te hanga i nga taumata kaha quantum i roto i te paparanga kaha o te laser semiconductor, na te whakawhiti hiko i waenga i nga taumata o te kaha te rangatira i te rauropi hihiko o te laser, he taiaho puna quantum.E rua nga momo taiaho puna quantum: laser line quantum me lasers ira quantum.
① Taiaho raina rahi
Kua whakawhanakehia e nga kaiputaiao nga laser waea quantum e 1,000 nga wa kaha ake i nga laser tuku iho, ka whai waahi nui ki te hanga rorohiko tere me nga taputapu korero.Ko te laser, ka taea te whakanui ake i te tere o te ororongo, te ataata, te Ipurangi me etahi atu momo whakawhitiwhiti korero i runga i nga whatunga muka-mata, i whakawhanakehia e nga kaiputaiao i te Whare Wananga o Yale, Lucent Technologies Bell LABS i New Jersey me te Max Planck Institute for Physics i Dresden, Tiamana.Ka whakaitihia e enei laser mana teitei ake te hiahia mo nga Repeater utu nui, ka whakauruhia i nga 80km (50 maero) i te taha o te raina korero, ka whakaputa ano i nga pupuhi laser he iti ake te kaha i a ratou e haere ana i roto i te muka (Repeaters).
Wā tuku: Hune-15-2023