Nanolazè se yon kalite mikwo ak nano aparèy ki fèt ak nanomateryèl tankou nanofil kòm rezonatè epi ki ka emèt lazè anba fotoeksitasyon oswa eksitasyon elektrik. Gwosè lazè sa a souvan sèlman plizyè santèn mikron oswa menm plizyè dizèn mikron, epi dyamèt la rive nan lòd nanomèt, ki se yon pati enpòtan nan ekspozisyon fim mens nan lavni, optik entegre ak lòt domèn.
Klasifikasyon nanolazè:
1. Lazè nanofil
An 2001, chèchè nan Inivèsite Kalifòni, Berkeley, Ozetazini, te kreye pi piti lazè nan mond lan – nanolazè – sou fil nanooptik ki mezire sèlman yon milyèm longè yon cheve imen. Lazè sa a pa sèlman emèt lazè iltravyolèt, men li kapab tou ajiste pou emèt lazè ki varye ant ble ak iltravyolèt fon. Chèchè yo te itilize yon teknik estanda yo rele epifitasyon oryante pou kreye lazè a soti nan kristal oksid zenk pi. Yo te premye “kiltive” nanofil, sa vle di, yo te fòme fil oksid zenk pi sou yon kouch lò ki gen yon dyamèt 20nm a 150nm ak yon longè 10,000 nm. Apre sa, lè chèchè yo te aktive kristal oksid zenk pi yo nan nanofil yo ak yon lòt lazè anba sèr la, kristal oksid zenk pi yo te emèt yon lazè ki gen yon longèdonn 17nm sèlman. Nanolazè sa yo te ka evantyèlman itilize pou idantifye pwodui chimik epi amelyore kapasite depo enfòmasyon disk òdinatè ak òdinatè fotonik yo.
2. Nanolazè iltravyolèt
Apre avenman mikwo-lazè, mikwo-lazè disk, mikwo-lazè bag, ak lazè avalanch kwantik, chimis Yang Peidong ak kòlèg li yo nan Inivèsite Kalifòni, Berkeley, te fabrike nanolazè tanperati chanm. Nanolazè oksid zenk sa a ka emèt yon lazè ak yon lajè liy mwens pase 0.3nm ak yon longèdonn 385nm anba eksitasyon limyè, ki konsidere kòm pi piti lazè nan mond lan epi youn nan premye aparèy pratik yo fabrike lè l sèvi avèk nanoteknoloji. Nan premye etap devlopman an, chèchè yo te predi ke nanolazè ZnO sa a fasil pou fabrike, gwo klète, ti gwosè, epi pèfòmans lan egal oswa menm pi bon pase lazè ble GaN yo. Akòz kapasite pou fè etalaj nanofil dansite wo, nanolazè ZnO yo ka antre nan anpil aplikasyon ki pa posib ak aparèy GaAs jodi a. Pou fè lazè sa yo grandi, nanofil ZnO a sentetize pa metòd transpò gaz ki katalize kwasans kristal epitaksyèl la. Premyèman, yo kouvri substrat safi a ak yon kouch fim lò ki gen yon epesè 1 nm ~ 3.5nm, epi answit yo mete l sou yon bato aliminyòm, yo chofe materyèl la ak substrat la a 880 ° C ~ 905 ° C nan yon koule amonyak pou pwodui vapè Zn, epi answit yo transpòte vapè Zn nan substrat la. Nan pwosesis kwasans 2min ~ 10min nan, yo te pwodui nanofil 2μm ~ 10μm ak yon sifas seksyonèl egzagonal. Chèchè yo te jwenn ke nanofil ZnO a fòme yon kavite lazè natirèl ak yon dyamèt 20nm a 150nm, epi pifò (95%) nan dyamèt li se 70nm a 100nm. Pou etidye emisyon estimile nanofil yo, chèchè yo te ponpe echantiyon an optikman nan yon sèr ak katriyèm pwodiksyon amonik yon lazè Nd:YAG (longèdonn 266nm, lajè pulsasyon 3ns). Pandan evolisyon spectre emisyon an, limyè a bloke ak ogmantasyon pouvwa ponp lan. Lè lazè a depase papòt nanofil ZnO a (anviwon 40kW/cm), pwen ki pi wo a ap parèt nan spectre emisyon an. Lajè liy pwen ki pi wo sa yo mwens pase 0.3nm, ki plis pase 1/50 mwens pase lajè liy ki soti nan somè emisyon an anba papòt la. Lajè liy etwat sa yo ak ogmantasyon rapid nan entansite emisyon an te pouse chèchè yo konkli ke emisyon stimulé rive vre nan nanofil sa yo. Se poutèt sa, seri nanofil sa a ka aji kòm yon rezonatè natirèl e konsa vin yon sous mikwo lazè ideyal. Chèchè yo kwè ke nanolazè longèdonn kout sa a ka itilize nan domèn informatique optik, depo enfòmasyon ak nanoanalizè.
3. Lazè pwi kwantik
Anvan ak apre 2010, lajè liy ki grave sou chip semi-kondiktè a ap rive nan 100nm oubyen mwens, epi sèlman kèk elektwon ap deplase nan sikwi a, epi ogmantasyon ak diminisyon yon elektwon ap gen yon gwo enpak sou fonksyònman sikwi a. Pou rezoud pwoblèm sa a, lazè ak pi kwantik yo te fèt. Nan mekanik kwantik, yo rele yon chan potansyèl ki limite mouvman elektwon yo epi ki kantifye yo yon pi kwantik. Kontrent kwantik sa a itilize pou fòme nivo enèji kwantik nan kouch aktif lazè semi-kondiktè a, pou tranzisyon elektwonik ant nivo enèji yo domine radyasyon eksite lazè a, ki se yon lazè ak pi kwantik. Gen de kalite lazè ak pi kwantik: lazè liy kwantik ak lazè ak pwen kwantik.
① Lazè liy kwantik
Syantis yo devlope lazè fil kwantik ki 1,000 fwa pi puisan pase lazè tradisyonèl yo, sa ki fè yon gwo pa nan direksyon kreyasyon òdinatè ak aparèy kominikasyon ki pi rapid. Lazè sa a, ki ka ogmante vitès odyo, videyo, Entènèt ak lòt fòm kominikasyon sou rezo fib optik, te devlope pa syantis nan Inivèsite Yale, Lucent Technologies Bell LABS nan New Jersey ak Max Planck Institute for Physics nan Dresden, Almay. Lazè ki gen plis puisans sa yo ta diminye bezwen pou Repetè ki chè, ki enstale chak 80km (50 mil) sou liy kominikasyon an, sa ki pwodui ankò pulsasyon lazè ki mwens entans pandan y ap vwayaje nan fib la (Repetè).
Dat piblikasyon: 15 jen 2023