نانو ليزر جو تصور ۽ درجه بندي

نانو ليزر هڪ قسم جو مائڪرو ۽ نانو ڊيوائس آهي جيڪو نانو مواد جهڙوڪ نانووائر مان ٺهيل آهي جيئن ته گونج ڪندڙ ۽ فوٽو ايڪسائيٽيشن يا برقي جوش هيٺ ليزر خارج ڪري سگهي ٿو. هن ليزر جي ماپ اڪثر ڪري صرف سوين مائڪرون يا ڏهه مائڪرون هوندي آهي، ۽ قطر نانو ميٽر آرڊر تائين هوندو آهي، جيڪو مستقبل جي پتلي فلم ڊسپلي، مربوط آپٽڪس ۽ ٻين شعبن جو هڪ اهم حصو آهي.

نانو ليزر جي درجه بندي:

1. نانووائر ليزر

2001 ۾، آمريڪا ۾ ڪيليفورنيا يونيورسٽي، برڪلي جي محققن، دنيا جو سڀ کان ننڍو ليزر - نانو ليزر - هڪ انساني وار جي ڊيگهه جي صرف هڪ هزار حصي جي نانو آپٽڪ تار تي ٺاهيو. هي ليزر نه رڳو الٽراوائليٽ ليزر خارج ڪري ٿو، پر نيري کان گہرے الٽراوائليٽ تائين ليزر خارج ڪرڻ لاءِ پڻ ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. محققن خالص زنڪ آڪسائيڊ ڪرسٽل مان ليزر ٺاهڻ لاءِ اورينٽيڊ ايپيفيٽيشن نالي هڪ معياري ٽيڪنڪ استعمال ڪئي. انهن پهريان نانو وائرز کي "ڪلچرڊ" ڪيو، يعني، 20nm کان 150nm جي قطر ۽ 10,000 nm خالص زنڪ آڪسائيڊ تارن جي ڊيگهه سان سون جي پرت تي ٺهيل. پوءِ، جڏهن محققن گرين هائوس هيٺ هڪ ٻئي ليزر سان نانو وائرز ۾ خالص زنڪ آڪسائيڊ ڪرسٽل کي چالو ڪيو، ته خالص زنڪ آڪسائيڊ ڪرسٽل صرف 17nm جي طول موج سان هڪ ليزر خارج ڪيو. اهڙا نانو ليزر آخرڪار ڪيميڪلز جي سڃاڻپ ڪرڻ ۽ ڪمپيوٽر ڊسڪ ۽ فوٽونڪ ڪمپيوٽرن جي معلومات جي اسٽوريج جي صلاحيت کي بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجن ٿا.

2. الٽراوائليٽ نانو ليزر

مائڪرو ليزر، مائڪرو ڊسڪ ليزر، مائڪرو رنگ ليزر، ۽ ڪوانٽم برفاني ليزر جي آمد کان پوءِ، ڪيليفورنيا يونيورسٽي، برڪلي ۾ ڪيمسٽ يانگ پيڊونگ ۽ سندس ساٿين ڪمري جي گرمي پد جا نانو ليزر ٺاهيا. هي زنڪ آڪسائيڊ نانو ليزر روشني جي جوش هيٺ 0.3nm کان گهٽ لائن ويڊٿ ۽ 385nm جي موج جي ڊيگهه سان ليزر خارج ڪري سگهي ٿو، جيڪو دنيا ۾ سڀ کان ننڍو ليزر سمجهيو ويندو آهي ۽ نانو ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي ٺاهيل پهرين عملي ڊوائيسز مان هڪ آهي. ترقي جي شروعاتي مرحلي ۾، محققن اڳڪٿي ڪئي ته هي ZnO نانو ليزر ٺاهڻ ۾ آسان، اعليٰ چمڪ، ننڍو سائيز، ۽ ڪارڪردگي GaN نيرو ليزر جي برابر يا ان کان به بهتر آهي. اعلي کثافت نانو وائر ايري ٺاهڻ جي صلاحيت جي ڪري، ZnO نانو ليزر ڪيترن ئي ايپليڪيشنن ۾ داخل ٿي سگهن ٿا جيڪي اڄ جي GaAs ڊوائيسز سان ممڪن نه آهن. اهڙن ليزرن کي وڌائڻ لاءِ، ZnO نانو ليزر کي گئس ٽرانسپورٽ طريقي سان گڏ ڪيو ويندو آهي جيڪو ايپيٽيڪسيل ڪرسٽل جي واڌ کي متحرڪ ڪري ٿو. پهرين، نيلم سبسٽريٽ کي 1 nm~3.5nm ٿلهي سون جي فلم جي پرت سان ڍڪيو ويندو آهي، ۽ پوءِ ان کي ايلومينا ٻيڙي تي رکيو ويندو آهي، مواد ۽ سبسٽريٽ کي امونيا جي وهڪري ۾ 880 ° C ~ 905 ° C تي گرم ڪيو ويندو آهي ته جيئن Zn ٻاڦ پيدا ٿئي، ۽ پوءِ Zn ٻاڦ کي سبسٽريٽ ڏانهن منتقل ڪيو ويندو آهي. 2μm~10μm جا نانوائر هيڪساگونل ڪراس سيڪشنل ايريا سان 2 منٽ~10 منٽ جي واڌ جي عمل ۾ پيدا ٿيا. محققن اهو معلوم ڪيو ته ZnO نانوائر 20nm کان 150nm جي قطر سان هڪ قدرتي ليزر گفا ٺاهيندو آهي، ۽ ان جي قطر جو گهڻو حصو (95٪) 70nm کان 100nm آهي. نانوائرز جي متحرڪ اخراج جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، محققن نموني کي نظرياتي طور تي هڪ گرين هائوس ۾ Nd:YAG ليزر جي چوٿين هارمونڪ آئوٽ پُٽ (266nm طول موج، 3ns نبض جي ويڪر) سان پمپ ڪيو. اخراج اسپيڪٽرم جي ارتقا دوران، پمپ پاور جي واڌ سان روشني کي لمبو ڪيو ويندو آهي. جڏهن ليسنگ ZnO نانووائر جي حد کان وڌي ويندي (تقريبن 40 ڪلوواٽ/سينٽي ميٽر)، ته سڀ کان وڌيڪ نقطو اخراج اسپيڪٽرم ۾ ظاهر ٿيندو. انهن بلند ترين نقطن جي لائن ويڪر 0.3nm کان گهٽ آهي، جيڪا حد کان هيٺ اخراج جي چوٽي کان لائن ويڪر کان 1/50 کان وڌيڪ گهٽ آهي. انهن تنگ لائن ويڊٿ ۽ اخراج جي شدت ۾ تيز واڌ محققن کي اهو نتيجو ڪڍڻ تي مجبور ڪيو ته متحرڪ اخراج واقعي انهن نانووائرز ۾ ٿئي ٿو. تنهن ڪري، هي نانووائر صف هڪ قدرتي گونج ڪندڙ طور ڪم ڪري سگهي ٿي ۽ اهڙي طرح هڪ مثالي مائڪرو ليزر ذريعو بڻجي سگهي ٿي. محققن جو خيال آهي ته هي مختصر طول موج نانوليزر آپٽيڪل ڪمپيوٽنگ، معلومات اسٽوريج ۽ نانو اينالائيزر جي شعبن ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو.

3. ڪوانٽم ويل ليزر

2010 کان اڳ ۽ پوءِ، سيمي ڪنڊڪٽر چپ تي لڳل لائن ويڪر 100nm يا ان کان گهٽ تائين پهچندي، ۽ سرڪٽ ۾ صرف ڪجھ اليڪٽران حرڪت ڪندا، ۽ اليڪٽران جي واڌ ۽ گهٽتائي سرڪٽ جي آپريشن تي وڏو اثر وجهندي. هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ، ڪوانٽم ويل ليزر پيدا ٿيا. ڪوانٽم ميڪينڪس ۾، هڪ امڪاني ميدان جيڪو اليڪٽران جي حرڪت کي محدود ڪري ٿو ۽ انهن کي مقدار ڏئي ٿو ان کي ڪوانٽم ويل چيو ويندو آهي. هي ڪوانٽم رڪاوٽ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي فعال پرت ۾ ڪوانٽم توانائي جي سطحن کي ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، ته جيئن توانائي جي سطحن جي وچ ۾ اليڪٽرانڪ منتقلي ليزر جي پرجوش تابڪاري تي حاوي ٿي وڃي، جيڪو هڪ ڪوانٽم ويل ليزر آهي. ڪوانٽم ويل ليزر جا ٻه قسم آهن: ڪوانٽم لائن ليزر ۽ ڪوانٽم ڊاٽ ليزر.

① ڪوانٽم لائن ليزر

سائنسدانن ڪوانٽم وائر ليزر تيار ڪيا آهن جيڪي روايتي ليزرن کان 1,000 ڀيرا وڌيڪ طاقتور آهن، تيز ڪمپيوٽر ۽ ڪميونيڪيشن ڊوائيسز ٺاهڻ جي طرف هڪ وڏو قدم کڻندا آهن. ليزر، جيڪو فائبر آپٽڪ نيٽ ورڪن تي آڊيو، وڊيو، انٽرنيٽ ۽ رابطي جي ٻين شڪلن جي رفتار کي وڌائي سگھي ٿو، ييل يونيورسٽي، نيو جرسي ۾ لوسنٽ ٽيڪنالاجيز بيل ليبز ۽ جرمني جي ڊريسڊن ۾ ميڪس پلانڪ انسٽيٽيوٽ فار فزڪس جي سائنسدانن پاران تيار ڪيو ويو آهي. اهي اعليٰ طاقت وارا ليزر مهانگا ريپيٽرز جي ضرورت کي گهٽائيندا، جيڪي ڪميونيڪيشن لائن سان هر 80 ڪلوميٽر (50 ميل) تي نصب ڪيا ويندا آهن، ٻيهر ليزر پلس پيدا ڪندا آهن جيڪي فائبر ذريعي سفر ڪندي گهٽ شدت وارا هوندا آهن (ريپيٽرز).