નેનોલેઝર્સનો ખ્યાલ અને વર્ગીકરણ

નેનોલેઝર એ એક પ્રકારનું માઇક્રો અને નેનો ડિવાઇસ છે જે નેનોમેટ્રીયલ્સથી બનેલું છે જેમ કે નેનોવાયર તરીકે રેઝોનેટર તરીકે અને ફોટોએક્સિટેશન અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ઉત્તેજના હેઠળ લેસર બહાર કા .ી શકે છે. આ લેસરનું કદ ઘણીવાર ફક્ત સેંકડો માઇક્રોન અથવા તો દસ માઇક્રોન હોય છે, અને વ્યાસ નેનોમીટર ઓર્ડર પર છે, જે ભાવિ પાતળા ફિલ્મ પ્રદર્શન, એકીકૃત opt પ્ટિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોનો મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે.

નેનોલેસરનું વર્ગીકરણ:

1. નેનોવાયર લેસર

2001 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલેના સંશોધનકારોએ માનવ વાળની ​​લંબાઈના માત્ર એક હજારમા ભાગના નેનોપ્ટિક વાયર પર વિશ્વના સૌથી નાના લેસર-નેનોલેઝર્સ બનાવ્યા. આ લેસર ફક્ત અલ્ટ્રાવાયોલેટ લેસરોને બહાર કા .ે છે, પરંતુ વાદળીથી deep ંડા અલ્ટ્રાવાયોલેટ સુધીના લેસરોને બહાર કા to વા માટે પણ ટ્યુન કરી શકાય છે. શુદ્ધ ઝીંક ox કસાઈડ સ્ફટિકોમાંથી લેસર બનાવવા માટે સંશોધનકારોએ લક્ષી એપિફિટેશન નામની પ્રમાણભૂત તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો. તેઓ પ્રથમ "સંસ્કારી" નેનોવાયર્સ, એટલે કે, 20nm થી 150nm ના વ્યાસ અને 10,000 એનએમ શુદ્ધ ઝીંક ox કસાઈડ વાયરની લંબાઈવાળા સોનાના સ્તર પર રચાય છે. તે પછી, જ્યારે સંશોધનકારોએ ગ્રીનહાઉસ હેઠળ બીજા લેસર સાથે નેનોવાયર્સમાં શુદ્ધ ઝીંક ox કસાઈડ સ્ફટિકો સક્રિય કર્યા, ત્યારે શુદ્ધ ઝીંક ox કસાઈડ સ્ફટિકોએ ફક્ત 17nm ની તરંગલંબાઇ સાથે એક લેસર બહાર કા .્યો. આવા નેનોલેઝર્સનો ઉપયોગ આખરે રસાયણોને ઓળખવા અને કમ્પ્યુટર ડિસ્ક અને ફોટોનિક કમ્પ્યુટર્સની માહિતી સંગ્રહ ક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે થઈ શકે છે.

2. અલ્ટ્રાવાયોલેટ નેનોલેઝર

માઇક્રો-લેઝર્સ, માઇક્રો-ડિસ્ક લેઝર્સ, માઇક્રો-રિંગ લેસરો અને ક્વોન્ટમ હિમપ્રપાત લેસરો, કેમિસ્ટ યાંગ પીડોંગ અને યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલે ખાતેના તેના સાથીદારોના આગમન પછી ઓરડાના તાપમાને નેનોલાસર્સ બનાવ્યા. આ ઝિંક ox કસાઈડ નેનોલેઝર 0.3nm કરતા ઓછી લાઇનવિડ્થ અને પ્રકાશ ઉત્તેજના હેઠળ 385nm ની તરંગલંબાઇ સાથે લેસર ઉત્સર્જન કરી શકે છે, જે વિશ્વના સૌથી નાના લેસર અને નેનોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત પ્રથમ વ્યવહારુ ઉપકરણોમાંથી એક માનવામાં આવે છે. વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કામાં, સંશોધનકારોએ આગાહી કરી હતી કે આ ઝેડએનઓ નેનોલેઝરનું ઉત્પાદન, ઉચ્ચ તેજ, ​​નાના કદ અને તેમનું પ્રદર્શન ગાન બ્લુ લેસરો કરતા બરાબર અથવા વધુ સારું છે. ઉચ્ચ-ઘનતા નેનોવાયર એરે બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે, ઝેડએનઓ નેનોલેઝર્સ ઘણી એપ્લિકેશનોમાં પ્રવેશ કરી શકે છે જે આજના GAAS ઉપકરણોથી શક્ય નથી. આવા લેસરોને ઉગાડવા માટે, ઝ્નો નેનોવાયરને ગેસ ટ્રાન્સપોર્ટ પદ્ધતિ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે જે ઉપકલાના સ્ફટિક વૃદ્ધિને ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રથમ, નીલમ સબસ્ટ્રેટ 1 એનએમ ~ 3.5nm જાડા સોનાની ફિલ્મના સ્તર સાથે કોટેડ છે, અને પછી તેને એલ્યુમિના બોટ પર મૂકો, સામગ્રી અને સબસ્ટ્રેટને ઝેડએન વરાળ ઉત્પન્ન કરવા માટે એમોનિયા પ્રવાહમાં 880 ° સે ~ 905 ° સે ગરમ કરવામાં આવે છે, અને પછી ઝેડએન વરાળ સબસ્ટ્રેટમાં પરિવહન થાય છે. ષટ્કોણ ક્રોસ-વિભાગીય ક્ષેત્ર સાથે 2μm ~ 10μm ના નેનોવાયર્સ 2 મિનિટ ~ 10 મિનિટની વૃદ્ધિ પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થયા હતા. સંશોધનકારોએ શોધી કા .્યું કે ઝેડએનઓ નેનોવાયર 20nm થી 150nm ના વ્યાસ સાથે કુદરતી લેસર પોલાણ બનાવે છે, અને તેના વ્યાસનો મોટાભાગનો (95%) 70nm થી 100nm છે. નેનોવાયર્સના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનનો અભ્યાસ કરવા માટે, સંશોધનકારોએ એનડી: વાયએજી લેસર (266 એનએમ તરંગલંબાઇ, 3 એનએસ પલ્સ પહોળાઈ) ના ચોથા હાર્મોનિક આઉટપુટ સાથે ગ્રીનહાઉસમાં નમૂનાને opt પ્ટિકલી પમ્પ કર્યું. ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમના ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન, પમ્પ પાવરના વધારા સાથે પ્રકાશ લપેટવામાં આવે છે. જ્યારે લેસિંગ ઝેડએનઓ નેનોવાયર (લગભગ 40 કેડબલ્યુ/સે.મી.) ના થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે ઉચ્ચતમ બિંદુ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમમાં દેખાશે. આ ઉચ્ચતમ પોઇન્ટની લાઇન પહોળાઈ 0.3nm કરતા ઓછી છે, જે થ્રેશોલ્ડની નીચે ઉત્સર્જન શિરોબિંદુથી લાઇન પહોળાઈ કરતા 1/50 કરતા ઓછી છે. આ સાંકડી લાઇનવિડ્થ્સ અને ઉત્સર્જનની તીવ્રતામાં ઝડપી વધારો સંશોધનકર્તાઓને નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે કે ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન ખરેખર આ નેનોવાયર્સમાં થાય છે. તેથી, આ નેનોવાયર એરે કુદરતી રેઝોનેટર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે અને તેથી તે એક આદર્શ માઇક્રો લેસર સ્રોત બની શકે છે. સંશોધનકારો માને છે કે આ ટૂંકી-તરંગલંબાઇ નેનોલેઝરનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ કમ્પ્યુટિંગ, માહિતી સંગ્રહ અને નેનોઆનાલેઝરના ક્ષેત્રમાં થઈ શકે છે.

3. ક્વોન્ટમ વેલ લેસરો

2010 પહેલાં અને પછી, સેમિકન્ડક્ટર ચિપ પર લાઈન પહોળાઈ 100nm અથવા તેથી ઓછી સુધી પહોંચશે, અને સર્કિટમાં ફક્ત થોડા ઇલેક્ટ્રોન ખસેડવામાં આવશે, અને ઇલેક્ટ્રોનનો વધારો અને ઘટાડો સર્કિટના સંચાલન પર મોટી અસર કરશે. આ સમસ્યાને હલ કરવા માટે, ક્વોન્ટમ વેલ લેસરોનો જન્મ થયો. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં, સંભવિત ક્ષેત્ર કે જે ઇલેક્ટ્રોનની ગતિને અવરોધે છે અને તેમને માત્રામાં આપે છે તેને ક્વોન્ટમ સારી રીતે કહેવામાં આવે છે. આ ક્વોન્ટમ અવરોધનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરના સક્રિય સ્તરમાં ક્વોન્ટમ energy ર્જા સ્તર બનાવવા માટે થાય છે, જેથી energy ર્જા સ્તર વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણ લેસરના ઉત્સાહિત કિરણોત્સર્ગ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જે ક્વોન્ટમ વેલ લેસર છે. ત્યાં બે પ્રકારના ક્વોન્ટમ વેલ લેસરો છે: ક્વોન્ટમ લાઇન લેસરો અને ક્વોન્ટમ ડોટ લેસરો.

① ક્વોન્ટમ લાઇન લેસર

વૈજ્ entists ાનિકોએ ક્વોન્ટમ વાયર લેસરો વિકસાવી છે જે પરંપરાગત લેસરો કરતા 1000 ગણા વધુ શક્તિશાળી છે, ઝડપી કમ્પ્યુટર અને સંદેશાવ્યવહાર ઉપકરણો બનાવવા તરફ એક મોટું પગલું ભર્યું છે. લેસર, જે audio ડિઓ, વિડિઓ, ઇન્ટરનેટ અને ફાઇબર- ic પ્ટિક નેટવર્ક્સ ઉપરના સંદેશાવ્યવહારના અન્ય પ્રકારોની ગતિમાં વધારો કરી શકે છે, તે યેલ યુનિવર્સિટીના વૈજ્ .ાનિકો, ન્યુ જર્સીમાં લ્યુસેન્ટ ટેક્નોલોજીસ બેલ લેબ્સ અને જર્મનીના ડ્રેસડનમાં મેક્સ પ્લાન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ફિઝિક્સ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. આ ઉચ્ચ-પાવર લેસરો મોંઘા પુનરાવર્તકોની જરૂરિયાતને ઘટાડશે, જે દરેક 80 કિ.મી. (50 માઇલ) સાથે સંદેશાવ્યવહાર લાઇન સાથે સ્થાપિત થાય છે, ફરીથી લેસર કઠોળ ઉત્પન્ન કરે છે જે ફાઇબર (પુનરાવર્તકો) દ્વારા મુસાફરી કરતી વખતે ઓછી તીવ્ર હોય છે.