Nanolaserは、共振器としてナノワイヤなどのナノ材料で作られた一種のマイクロおよびナノデバイスであり、光励起または電気励起下でレーザーを放出できます。このレーザーのサイズは、多くの場合、数百ミクロンまたは数十ミクロンしかありません。直径はナノメートルの順序まであります。これは、将来の薄膜ディスプレイ、統合光学系、その他のフィールドの重要な部分です。
ナノレーザーの分類：
1。ナノワイヤレーザー
2001年、米国のカリフォルニア大学バークレー校の研究者は、ナノプティックワイヤーに世界最小のレーザー（ナノラザー）を作成しました。このレーザーは、紫外線レーザーを放出するだけでなく、青から深い紫外線までの範囲のレーザーを放出するように調整することもできます。研究者は、配向した剥離と呼ばれる標準的な技術を使用して、純粋な酸化亜鉛結晶からレーザーを作成しました。彼らは最初に「培養」ナノワイヤ、つまり、直径20nmから150nm、長さ10,000 nmの純粋な酸化亜鉛ワイヤの金層に形成されます。次に、研究者が温室の下に別のレーザーを使用してナノワイヤの純粋な酸化亜鉛結晶を活性化すると、純粋な酸化亜鉛結晶が波長のレーザーを放出しました。このようなナノレーザーは、最終的に化学物質を特定し、コンピューターディスクとフォトニックコンピューターの情報ストレージ容量を改善するために使用できます。
2。紫外線ナノレーザー
マイクロレーザー、マイクロディスクレーザー、マイクロリングレーザー、量子雪崩レーザーの出現後、化学者のヤンペイドンとカリフォルニア大学バークレー校の彼の同僚は、室温ナノレーザーを作りました。この酸化亜鉛ナノレーザーは、0.3nm未満のライン幅と光励起下で385nmの波長でレーザーを放出できます。これは、世界で最小のレーザーであり、ナノテクノロジーを使用して製造された最初の実用的なデバイスの1つと考えられています。開発の初期段階では、研究者は、このZnOナノレーザーが製造が容易であり、高輝度、小さなサイズであり、パフォーマンスはGan Blueレーザーと等しい、またはそれ以上のパフォーマンスがあると予測しました。高密度のナノワイヤアレイを作成する機能があるため、ZnOナノレーザーは、今日のGAASデバイスでは不可能な多くのアプリケーションを入力できます。このようなレーザーを成長させるために、ZnO Nanowireは、エピタキシャル結晶の成長を触媒するガス輸送方法によって合成されます。まず、サファイア基板は1 nm 〜3.5nmの厚さの金膜の層でコーティングされ、アルミナボートに置きます。材料と基質は、Zn蒸気を生成するために880°C〜905°Cに加熱され、Zn蒸気が基板に輸送されます。六角形の断面積を備えた2μm〜10μmのナノワイヤは、2分〜10分の成長プロセスで生成されました。研究者たちは、ZnOナノワイヤが直径20nmから150nmの天然レーザー空洞を形成し、その直径のほとんど（95％）が70nmから100nmであることを発見しました。ナノワイヤの刺激放出を研究するために、研究者は、ND：Yagレーザー（266nm波長、3NSパルス幅）の4番目の高調波出力を備えた温室でサンプルを光学的に汲み上げました。排出スペクトルの進化の間、光はポンプの出力の増加とともに皮肉になります。レーシングがZnO Nanowire（約40kW/cm）のしきい値を超えると、発光スペクトルに最高のポイントが表示されます。これらの最高点の線幅は0.3nm未満であり、これはしきい値の下の放射頂点からの線幅より1/50を超えています。これらの狭い線幅と排出強度の急速な増加により、研究者はこれらのナノワイヤで刺激された排出が実際に発生すると結論付けるようになりました。したがって、このナノワイヤアレイは自然な共振器として機能し、理想的なマイクロレーザー源になります。研究者は、この短波長ナノレーザーは、光学コンピューティング、情報ストレージ、ナノアナリザーズの分野で使用できると考えています。
3。量子ウェルレーザー
2010年の前後に、半導体チップにエッチングされたライン幅が100nm以下に達し、回路に移動する電子が少なくなり、電子の増加と減少は回路の動作に大きな影響を与えます。この問題を解決するために、量子ウェルレーザーが生まれました。量子力学では、電子の動きを制約し、それらを量子化する潜在的なフィールドは、量子ウェルと呼ばれます。この量子制約は、半導体レーザーの活性層に量子エネルギーレベルを形成するために使用されるため、エネルギーレベル間の電子遷移は、量子ウェルレーザーであるレーザーの励起放射を支配します。量子ウェルレーザーには、量子ラインレーザーと量子ドットレーザーの2種類があります。
①Quantum Line Laser
科学者は、従来のレーザーの1,000倍の強力な量子ワイヤレーザーを開発し、より速いコンピューターと通信デバイスの作成に向けて大きな一歩を踏み出しました。オーディオ、ビデオ、インターネット、および光ファイバーネットワークを介した他の形式のコミュニケーションの速度を上げることができるレーザーは、イェール大学、ニュージャージー州のルーセントテクノロジーズベルラボス、ドイツのドレスデンのマックスプランクインスティテュートによって開発されました。これらの高電力レーザーは、通信ラインに沿って80km（50マイル）ごとに設置される高価なリピーターの必要性を減らし、再び繊維を移動する際に激しいレーザーパルスを生成します（リピーター）。
投稿時間：6月15日 - 2023年