نانولاسرز جو تصور ۽ درجه بندي

نانولاسر هڪ قسم جو مائڪرو ۽ نانو ڊيوائس آهي جيڪو نانو مواد مان ٺهيل آهي جهڙوڪ نانوائر هڪ گونج ڪندڙ جي طور تي ۽ فوٽو ايڪسائيٽيشن يا برقي حوصلا هيٺ ليزر خارج ڪري سگهي ٿو. هن ليزر جي سائيز اڪثر ڪري صرف سوين مائڪرون يا ڏهه مائڪرن جي هوندي آهي، ۽ قطر نانو ميٽر آرڊر تائين هوندو آهي، جيڪو مستقبل جي پتلي فلم ڊسپلي، انٽيگريٽيڊ آپٽڪس ۽ ٻين شعبن جو هڪ اهم حصو آهي.

nanolaser جي درجه بندي:

1. Nanowire ليزر

2001 ۾، ڪيليفورنيا يونيورسٽي، برڪلي، آمريڪا جي محققن، دنيا جو سڀ کان ننڍڙو ليزر - نانولازر - پيدا ڪيو نانوپيٽڪ تار تي، انساني وار جي صرف هڪ هزارن جي ڊيگهه. هي ليزر نه رڳو الٽرا وائلٽ ليزرز کي خارج ڪري ٿو، پر نيري کان گہرے الٽراوائلٽ تائين ليزرن کي خارج ڪرڻ لاءِ پڻ ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. محقق خالص زنڪ آڪسائيڊ ڪرسٽل مان ليزر ٺاهڻ لاءِ هڪ معياري ٽيڪنڪ استعمال ڪئي جنهن کي oriented epiphytation سڏيو ويندو آهي. اهي سڀ کان پهرين ”ڪلچرڊ“ نانوائرس، يعني سون جي پرت تي ٺهيل آهن جن جو قطر 20nm کان 150nm ۽ 10,000 nm خالص زنڪ آڪسائيڊ تارن جي ڊگھائي آهي. ان کان پوء، جڏهن محقق گرين هائوس جي هيٺان هڪ ٻئي ليزر سان نانوائرز ۾ خالص زن آڪسائيڊ ڪرسٽل کي چالو ڪيو، خالص زنڪ آڪسائيڊ ڪرسٽل صرف 17nm جي ويڪرائي سان هڪ ليزر کي خارج ڪيو. اهڙا نانولاسر آخرڪار ڪيميائي جي سڃاڻپ ڪرڻ ۽ ڪمپيوٽر ڊسڪ ۽ فوٽوونڪ ڪمپيوٽرن جي معلومات جي اسٽوريج جي صلاحيت کي بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجن ٿا.

2. الٽراوائلٽ نانوولاسر

مائيڪرو ليزرز، مائڪرو ڊسڪ ليزر، مائيڪرو رِنگ ليزرز، ۽ ڪوانٽم برفاني ليزرز جي اچڻ کان پوءِ، ڪيمسٽ يانگ پيڊونگ ۽ سندس ساٿين يونيورسٽي آف ڪيليفورنيا، برڪلي ۾ ڪمرن جي گرمي پد جا نانولاسرز ٺاهيا. هي زنڪ آڪسائيڊ نانوولاسر 0.3nm کان گهٽ جي ليزر سان هڪ ليزر خارج ڪري سگهي ٿو ۽ 385nm جي موج جي ويڪرائي روشنيءَ جي حوصلي هيٺ، جيڪا دنيا ۾ سڀ کان ننڍي ليزر سمجهي وڃي ٿي ۽ نانو ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي ٺاهيل پهرين عملي ڊوائيسز مان هڪ آهي. ترقيءَ جي شروعاتي مرحلي ۾، محققن اڳڪٿي ڪئي ته هي ZnO نانوولاسر ٺاهڻ ۾ آسان، اعليٰ چمڪ، ننڍي سائيز، ۽ ڪارڪردگي GaN نيري ليزر جي برابر يا ان کان به بهتر آهي. ڇاڪاڻ ته اعلي کثافت نانوائر صفن ٺاهڻ جي صلاحيت جي ڪري، ZnO نانولاسر ڪيترن ئي ايپليڪيشنن ۾ داخل ڪري سگھن ٿا جيڪي اڄ جي GaAs ڊوائيسز سان ممڪن نه آهن. اهڙين ليزرن کي وڌائڻ لاءِ، ZnO نانوائر کي گيس ٽرانسپورٽ جي طريقي سان ٺهڪندڙ ڪيو ويو آهي جيڪو epitaxial ڪرسٽل جي واڌ کي وڌائي ٿو. سڀ کان پهريان، سيفائر سبسٽريٽ کي 1 nm ~ 3.5 nm ٿلهي گولڊ فلم جي هڪ پرت سان گڏ ڪيو ويندو آهي، ۽ پوء ان کي هڪ ايلومينا بوٽ تي رکيو ويندو آهي، مواد ۽ سبسٽريٽ کي 880 ° C ~ 905 ° C تائين گرم ڪيو ويندو آهي امونيا جي وهڪري ۾ پيدا ڪرڻ لاء. Zn ٻاڦ، ۽ پوء Zn ٻاڦ کي سبسٽريٽ ڏانهن منتقل ڪيو ويندو آهي. هيڪساگونل ڪراس-سيڪشنل ايريا سان 2μm ~ 10μm جا Nanowires 2min ~ 10min جي واڌ جي عمل ۾ ٺاهيا ويا. محقق ڏٺا ته ZnO نانوائر هڪ قدرتي ليزر گفا ٺاهيندي آهي جنهن جو قطر 20nm کان 150nm آهي، ۽ ان جو اڪثر (95٪) قطر 70nm کان 100nm آهي. نانوائرز جي متحرڪ اخراج جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، محقق آپٽيڪل نموني کي گرين هائوس ۾ پمپ ڪيو Nd:YAG ليزر جي چوٿين هارمونڪ آئوٽ سان (266nm موج جي ڊيگهه، 3ns نبض جي چوٽي). اخراج اسپيڪٽرم جي ارتقاء دوران، روشني پمپ جي طاقت جي واڌ سان لامحدود آهي. جڏهن ليزنگ ZnO نانوائر (اٽڪل 40kW/cm) جي حد کان وڌي وڃي ٿي، سڀ کان وڌيڪ نقطو اخراج اسپيڪٽرم ۾ ظاهر ٿيندو. انهن بلند ترين نقطن جي لڪير جي چوٽي 0.3nm کان گهٽ آهي، جيڪا حد کان هيٺ اخراج واري ويڪر کان 1/50 کان گهٽ آهي. اهي تنگ لائين ويڊٿ ۽ اخراج جي شدت ۾ تيز اضافو محققن کي ان نتيجي تي پهچن ٿا ته متحرڪ اخراج واقعي انهن نانوائرز ۾ ٿئي ٿو. تنهن ڪري، هي نانوائر صف هڪ قدرتي گونج ڪندڙ طور ڪم ڪري سگهي ٿو ۽ اهڙيء طرح هڪ مثالي مائڪرو ليزر ذريعو بڻجي سگهي ٿو. محققن جو خيال آهي ته هن مختصر ويولنگٿ نانولاسر کي آپٽيڪل ڪمپيوٽنگ، انفارميشن اسٽوريج ۽ نانو اينالائيزر جي شعبن ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو.

3. Quantum well lasers

2010 کان اڳ ۽ 2010 کان پوءِ، سيمي ڪنڊڪٽر چپ تي لڳل لڪير جي چوٽي 100nm يا ان کان گھٽ ٿي ويندي، ۽ سرڪٽ ۾ صرف چند اليڪٽران حرڪت ڪندا، ۽ اليڪٽران جي وڌاءُ ۽ گھٽتائيءَ جو ڪم ڪار تي وڏو اثر پوندو. سرڪٽ هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء، quantum well lasers پيدا ٿيا. ڪوانٽم ميڪانڪس ۾، هڪ امڪاني ميدان جيڪو اليڪٽران جي حرڪت کي محدود ڪري ٿو ۽ انهن کي مقدار ۾ آڻي ٿو، ان کي ڪوانٽم ويل چئبو آهي. هي ڪوانٽم رڪاوٽ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي فعال پرت ۾ ڪوانٽم توانائي جي سطحن کي ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، انهي ڪري ته توانائي جي سطحن جي وچ ۾ برقي منتقلي ليزر جي پرجوش تابڪاري تي غلبہ حاصل ڪري ٿي، جيڪو ڪوانٽم ويل ليزر آهي. ڪوانٽم ويل ليزر جا ٻه قسم آهن: ڪوانٽم لائن ليزر ۽ ڪوانٽم ڊٽ ليزر.

① Quantum لائن ليزر

سائنسدانن ڪوانٽم وائر ليزر تيار ڪيا آهن جيڪي روايتي ليزرن کان 1,000 ڀيرا وڌيڪ طاقتور آهن، تيز ترين ڪمپيوٽر ۽ ڪميونيڪيشن ڊيوائسز ٺاهڻ جي طرف هڪ وڏو قدم کڻندي. ليزر، جيڪو آڊيو، وڊيو، انٽرنيٽ ۽ فائبر آپٽڪ نيٽ ورڪن تي ڪميونيڪيشن جي ٻين قسمن جي رفتار کي وڌائي سگھي ٿو، يلي يونيورسٽي جي سائنسدانن، نيو جرسي ۾ لوسينٽ ٽيڪنالاجي بيل LABS ۽ ڊريسڊن ۾ ميڪس پلانڪ انسٽيٽيوٽ فار فزڪس پاران تيار ڪيو ويو آهي. جرمني. اهي اعليٰ طاقت وارا ليزر قيمتي ريپيٽرن جي ضرورت کي گهٽائي ڇڏيندا، جيڪي هر 80 ڪلوميٽر (50 ميل) تي ڪميونيڪيشن لائين تي نصب ڪيا ويندا آهن، ٻيهر ليزر دال پيدا ڪندا آهن جيڪي گهٽ تيز هونديون آهن جيئن اهي فائبر (ريپيٽرز) ذريعي سفر ڪندا آهن.