నానోలేజర్ల భావన మరియు వర్గీకరణ

నానోలేజర్ అనేది ఒక రకమైన మైక్రో మరియు నానో పరికరం, ఇది నానోవైర్ వంటి సూక్ష్మ పదార్ధాలతో తయారు చేయబడింది మరియు ఫోటోఎక్సికేషన్ లేదా ఎలక్ట్రికల్ ఎక్సైటింగ్ కింద లేజర్‌ను విడుదల చేయవచ్చు. ఈ లేజర్ యొక్క పరిమాణం తరచుగా వందలాది మైక్రాన్లు లేదా పదుల మైక్రాన్లు మాత్రమే, మరియు వ్యాసం నానోమీటర్ ఆర్డర్ వరకు ఉంటుంది, ఇది భవిష్యత్ సన్నని ఫిల్మ్ డిస్ప్లే, ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ మరియు ఇతర రంగాలలో ముఖ్యమైన భాగం.

నానోలేజర్ యొక్క వర్గీకరణ:

1. నానోవైర్ లేజర్

2001 లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్లోని బర్కిలీలోని కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు, నానోపిక్ వైర్‌పై ప్రపంచంలోని అతిచిన్న లేజర్-నానోలేజర్‌లను సృష్టించారు, మానవ జుట్టు యొక్క పొడవులో వెయ్యి వ వంతు మాత్రమే. ఈ లేజర్ అతినీలలోహిత లేజర్‌లను విడుదల చేయడమే కాక, నీలం నుండి లోతైన అతినీలలోహిత వరకు లేజర్‌లను విడుదల చేయడానికి కూడా ట్యూన్ చేయవచ్చు. పరిశోధకులు స్వచ్ఛమైన జింక్ ఆక్సైడ్ స్ఫటికాల నుండి లేజర్‌ను సృష్టించడానికి ఆధారిత ఎపిఫైటేషన్ అని పిలువబడే ప్రామాణిక సాంకేతికతను ఉపయోగించారు. అవి మొదట “కల్చర్డ్” నానోవైర్లు, అనగా, 20nm నుండి 150nm వ్యాసం కలిగిన బంగారు పొరపై మరియు 10,000 nm స్వచ్ఛమైన జింక్ ఆక్సైడ్ వైర్ల పొడవుతో ఏర్పడతాయి. అప్పుడు, పరిశోధకులు నానోవైర్లలోని స్వచ్ఛమైన జింక్ ఆక్సైడ్ స్ఫటికాలను గ్రీన్హౌస్ కింద మరొక లేజర్‌తో సక్రియం చేసినప్పుడు, స్వచ్ఛమైన జింక్ ఆక్సైడ్ స్ఫటికాలు 17nm తరంగదైర్ఘ్యంతో లేజర్‌ను విడుదల చేశాయి. ఇటువంటి నానోలేజర్‌లను చివరికి రసాయనాలను గుర్తించడానికి మరియు కంప్యూటర్ డిస్క్‌లు మరియు ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్ల సమాచార నిల్వ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

2. అతినీలలోహిత నానోలేజర్

మైక్రో-లేజర్‌లు, మైక్రో-డిస్క్ లేజర్‌లు, మైక్రో-రింగ్ లేజర్‌లు మరియు క్వాంటం అవలాంచె లేజర్‌లు, కెమిస్ట్ యాంగ్ పీడాంగ్ మరియు బర్కిలీలోని కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయంలో అతని సహచరులు గది ఉష్ణోగ్రత నానోలేజర్‌లను తయారు చేశారు. ఈ జింక్ ఆక్సైడ్ నానోలేజర్ 0.3 ఎన్ఎమ్ కంటే తక్కువ లైన్‌విడ్త్ మరియు కాంతి ఉత్తేజితంలో 385 ఎన్ఎమ్ల తరంగదైర్ఘ్యంతో లేజర్‌ను విడుదల చేయగలదు, ఇది ప్రపంచంలోని అతిచిన్న లేజర్‌గా మరియు నానోటెక్నాలజీని ఉపయోగించి తయారు చేసిన మొదటి ఆచరణాత్మక పరికరాలలో ఒకటిగా పరిగణించబడుతుంది. అభివృద్ధి యొక్క ప్రారంభ దశలో, ఈ ZnO నానోలేజర్ తయారీ, అధిక ప్రకాశం, చిన్న పరిమాణం సులభం అని పరిశోధకులు icted హించారు మరియు పనితీరు గన్ బ్లూ లేజర్‌ల కంటే సమానం లేదా మంచిది. అధిక-సాంద్రత కలిగిన నానోవైర్ శ్రేణులను తయారు చేయగల సామర్థ్యం ఉన్నందున, ZnO నానోలేజర్లు నేటి GAAS పరికరాలతో సాధ్యం కాని అనేక అనువర్తనాలను నమోదు చేయవచ్చు. అటువంటి లేజర్‌లను పెంచడానికి, ZnO నానోవైర్ గ్యాస్ రవాణా పద్ధతి ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది, ఇది ఎపిటాక్సియల్ క్రిస్టల్ పెరుగుదలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. మొదట, నీలమణి ఉపరితలం 1 nm ~ 3.5nm మందపాటి బంగారు చలన చిత్రంతో పూత పూయబడుతుంది, ఆపై దానిని అల్యూమినా పడవలో ఉంచండి, పదార్థం మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ 880 ° C ~ 905 ° C కు అమ్మోనియా ప్రవాహంలో Zn ఆవిరిని ఉత్పత్తి చేయడానికి వేడి చేయబడతాయి, ఆపై Zn ఆవిరిని సబ్‌స్ట్రెట్‌కు రవాణా చేస్తారు. షట్కోణ క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతంతో 2μm ~ 10μm యొక్క నానోవైర్లు 2 మియిన్ ~ 10min యొక్క వృద్ధి ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి. ZNO నానోవైర్ 20nm నుండి 150nm వ్యాసం కలిగిన సహజ లేజర్ కుహరాన్ని ఏర్పరుస్తుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు, మరియు దాని వ్యాసంలో చాలా (95%) 70nm నుండి 100nm వరకు ఉంటుంది. నానోవైర్ల యొక్క ఉత్తేజిత ఉద్గారాలను అధ్యయనం చేయడానికి, పరిశోధకులు ఒక ND యొక్క నాల్గవ శ్రావ్యమైన ఉత్పత్తితో గ్రీన్హౌస్లో నమూనాను ఆప్టికల్‌గా పంప్ చేశారు: YAG లేజర్ (266nm తరంగదైర్ఘ్యం, 3NS పల్స్ వెడల్పు). ఉద్గార స్పెక్ట్రం యొక్క పరిణామం సమయంలో, పంప్ శక్తి పెరుగుదలతో కాంతి మందగించబడుతుంది. లేసింగ్ ZnO నానోవైర్ (సుమారు 40kW/cm) యొక్క ప్రవేశాన్ని మించినప్పుడు, ఉద్గార స్పెక్ట్రంలో ఎత్తైన ప్రదేశం కనిపిస్తుంది. ఈ అత్యధిక బిందువుల పంక్తి వెడల్పు 0.3nm కన్నా తక్కువ, ఇది ప్రవేశానికి దిగువన ఉద్గార శీర్షం నుండి పంక్తి వెడల్పు కంటే 1/50 కంటే తక్కువ. ఈ ఇరుకైన లైన్విడ్త్‌లు మరియు ఉద్గార తీవ్రతలో వేగంగా పెరుగుదల ఈ నానోవైర్లలో ఉత్తేజిత ఉద్గారాలు వాస్తవానికి సంభవిస్తాయని పరిశోధకులు తేల్చారు. అందువల్ల, ఈ నానోవైర్ శ్రేణి సహజ ప్రతిధ్వనిగా పనిచేస్తుంది మరియు తద్వారా ఆదర్శవంతమైన మైక్రో లేజర్ మూలంగా మారుతుంది. ఈ స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్యం నానోలేజర్‌ను ఆప్టికల్ కంప్యూటింగ్, ఇన్ఫర్మేషన్ స్టోరేజ్ మరియు నానోఅనలైజర్ రంగాలలో ఉపయోగించవచ్చని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.

3. క్వాంటం వెల్ లేజర్స్

2010 కి ముందు మరియు తరువాత, సెమీకండక్టర్ చిప్‌లో చెక్కబడిన పంక్తి వెడల్పు 100nm లేదా అంతకంటే తక్కువ చేరుకుంటుంది, మరియు సర్క్యూట్లో కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు మాత్రమే కదులుతాయి, మరియు ఎలక్ట్రాన్ యొక్క పెరుగుదల మరియు తగ్గుదల సర్క్యూట్ యొక్క ఆపరేషన్‌పై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, క్వాంటం వెల్ లేజర్స్ జన్మించాయి. క్వాంటం మెకానిక్స్లో, ఎలక్ట్రాన్ల కదలికను నిరోధించే మరియు వాటిని లెక్కించే సంభావ్య క్షేత్రాన్ని క్వాంటం బావి అంటారు. ఈ క్వాంటం పరిమితి సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క క్రియాశీల పొరలో క్వాంటం శక్తి స్థాయిలను ఏర్పరచటానికి ఉపయోగించబడుతుంది, తద్వారా శక్తి స్థాయిల మధ్య ఎలక్ట్రానిక్ పరివర్తన లేజర్ యొక్క ఉత్తేజిత రేడియేషన్‌ను ఆధిపత్యం చేస్తుంది, ఇది క్వాంటం బావి లేజర్. క్వాంటం బావి లేజర్‌లలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి: క్వాంటం లైన్ లేజర్‌లు మరియు క్వాంటం డాట్ లేజర్‌లు.

క్వాంటం లైన్ లేజర్

శాస్త్రవేత్తలు సాంప్రదాయ లేజర్‌ల కంటే 1,000 రెట్లు ఎక్కువ శక్తివంతమైన క్వాంటం వైర్ లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేశారు, వేగవంతమైన కంప్యూటర్లు మరియు కమ్యూనికేషన్ పరికరాలను సృష్టించే దిశగా పెద్ద అడుగు వేశారు. ఫైబర్-ఆప్టిక్ నెట్‌వర్క్‌లపై ఆడియో, వీడియో, ఇంటర్నెట్ మరియు ఇతర రకాల కమ్యూనికేషన్ల వేగాన్ని పెంచగల లేజర్‌ను యేల్ విశ్వవిద్యాలయంలో శాస్త్రవేత్తలు, న్యూజెర్సీలోని లూసెంట్ టెక్నాలజీస్ బెల్ ల్యాబ్స్ మరియు జర్మనీలోని డ్రెస్డెన్‌లోని మాక్స్ ప్లాంక్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ ఫిజిక్స్ అభివృద్ధి చేశారు. ఈ అధిక-శక్తి లేజర్‌లు ఖరీదైన రిపీటర్ల అవసరాన్ని తగ్గిస్తాయి, ఇవి ప్రతి 80 కిలోమీటర్ల (50 మైళ్ళు) కమ్యూనికేషన్ లైన్ వెంట వ్యవస్థాపించబడతాయి, ఫైబర్ (రిపీటర్లు) ద్వారా ప్రయాణించేటప్పుడు తక్కువ తీవ్రత కలిగిన లేజర్ పప్పులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.