ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್‌ಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಮತ್ತು ವರ್ಗೀಕರಣ

ನ್ಯಾನೊಲೇಸರ್ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಮೈಕ್ರೋ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ನಂತಹ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಅನುರಣಕನಾಗಿ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊ ಎಕ್ಸಿಕೇಶನ್ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಹೊರಸೂಸಬಹುದು. ಈ ಲೇಸರ್‌ನ ಗಾತ್ರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೂರಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಹತ್ತಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವ್ಯಾಸವು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಆದೇಶದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ಭವಿಷ್ಯದ ತೆಳುವಾದ ಚಲನಚಿತ್ರ ಪ್ರದರ್ಶನ, ಸಮಗ್ರ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಗಿದೆ.

ನ್ಯಾನೊಲೇಸರ್ನ ವರ್ಗೀಕರಣ:

1. ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಲೇಸರ್

2001 ರಲ್ಲಿ, ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ನ ಬರ್ಕ್ಲಿಯ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು, ನ್ಯಾನೂಪ್ಟಿಕ್ ತಂತಿಯ ಮೇಲೆ ವಿಶ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಲೇಸರ್-ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್ಸ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ಈ ಲೇಸರ್ ನೇರಳಾತೀತ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವುದಲ್ಲದೆ, ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದಿಂದ ಆಳವಾದ ನೇರಳಾತೀತರೆಗಿನ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಶುದ್ಧ ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಹರಳುಗಳಿಂದ ಲೇಸರ್ ರಚಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಓರಿಯೆಂಟೆಡ್ ಎಪಿಫೈಟೇಶನ್ ಎಂಬ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಅವು ಮೊದಲು “ಸುಸಂಸ್ಕೃತ” ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳನ್ನು, ಅಂದರೆ, ಚಿನ್ನದ ಪದರದಲ್ಲಿ 20nm ನಿಂದ 150nm ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 10,000 nm ಶುದ್ಧ ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ತಂತಿಗಳ ಉದ್ದವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ನಂತರ, ಸಂಶೋಧಕರು ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಶುದ್ಧ ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಹಸಿರುಮನೆ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದು ಲೇಸರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಶುದ್ಧ ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಹರಳುಗಳು ಕೇವಲ 17 ಎನ್ಎಂ ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ. ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಡಿಸ್ಕ್ ಮತ್ತು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ಮಾಹಿತಿ ಶೇಖರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅಂತಹ ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.

2. ನೇರಳಾತೀತ ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್

ಮೈಕ್ರೋ-ಲೇಸರ್‌ಗಳು, ಮೈಕ್ರೋ-ಡಿಸ್ಕ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು, ಮೈಕ್ರೋ-ರಿಂಗ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅವಲಾಂಚೆ ಲೇಸರ್‌ಗಳು, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಯಾಂಗ್ ಪಿಡಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದರು. . ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಈ ZnO ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್ ತಯಾರಿಸಲು ಸುಲಭ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊಳಪು, ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಗ್ಯಾನ್ ನೀಲಿ ಲೇಸರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು icted ಹಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಸರಣಿಗಳನ್ನು ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ, ZnO ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್‌ಗಳು ಇಂದಿನ GAAS ಸಾಧನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಅನೇಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಮೂದಿಸಬಹುದು. ಅಂತಹ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು, ZnO ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಅನ್ನು ಅನಿಲ ಸಾರಿಗೆ ವಿಧಾನದಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ನೀಲಮಣಿ ತಲಾಧಾರವನ್ನು 1 nm ~ 3.5nm ದಪ್ಪ ಚಿನ್ನದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಪದರದಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ತದನಂತರ ಅದನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ದೋಣಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ, ವಸ್ತು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರವನ್ನು Zn ಉಗಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅಮೋನಿಯಾ ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ 880 ° C ~ 905 ° C ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ Zn ಉಗಿಯನ್ನು ತಲೆಗೆ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ 2μm ~ 10μm ನ ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳನ್ನು 2 ನಿಮಿಷ ~ 10 ನಿಮಿಷದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ZnO ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಲೇಸರ್ ಕುಹರವನ್ನು 20nm ನಿಂದ 150nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ವ್ಯಾಸದ ಹೆಚ್ಚಿನ (95%) 70nm ನಿಂದ 100nm. ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಎನ್‌ಡಿ: ಯಾಗ್ ಲೇಸರ್ (266 ಎನ್ಎಂ ತರಂಗಾಂತರ, 3 ಎನ್ಎಸ್ ನಾಡಿ ಅಗಲ) ನ ನಾಲ್ಕನೇ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ output ಟ್‌ಪುಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹಸಿರುಮನೆ ಯಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿದರು. ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ವರ್ಣಪಟಲದ ವಿಕಾಸದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪಂಪ್ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಬೆಳಕು ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ. ಲೇಸಿಂಗ್ ZnO ನ್ಯಾನೊವೈರ್ (ಸುಮಾರು 40kW/cm) ನ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿದಾಗ, ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುನ್ನತ ಬಿಂದುವು ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅತ್ಯುನ್ನತ ಬಿಂದುಗಳ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು 0.3nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ, ಇದು ಮಿತಿ ಕೆಳಗಿರುವ ಹೊರಸೂಸುವ ಶೃಂಗದಿಂದ ಸಾಲಿನ ಅಗಲಕ್ಕಿಂತ 1/50 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ. ಈ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತೀವ್ರತೆಯ ತ್ವರಿತ ಹೆಚ್ಚಳಗಳು ಈ ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ನಿಜಕ್ಕೂ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ರಚನೆಯು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನುರಣಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಆದರ್ಶ ಮೈಕ್ರೋ ಲೇಸರ್ ಮೂಲವಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅಲ್ಪ-ತರಂಗಾಂತರದ ನ್ಯಾನೊಲಾಸರ್ ಅನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಮಾಹಿತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಅನಾಲೈಜರ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ನಂಬಿದ್ದಾರೆ.

3. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು

2010 ರ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆತ್ತಿದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು 100nm ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲವೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ಇಳಿಕೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಜನಿಸಿದವು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುವ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಾವಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ಸಕ್ರಿಯ ಪದರದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಈ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ನಿರ್ಬಂಧವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಲೇಸರ್‌ನ ಉತ್ಸಾಹಭರಿತ ವಿಕಿರಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ ಲೇಸರ್ ಆಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಾವಿ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಿಧಗಳಿವೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೈನ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು.

① ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೈನ್ ಲೇಸರ್

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ 1,000 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೈರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ವೇಗವಾಗಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವತ್ತ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಹೆಜ್ಜೆ ಇಡುತ್ತಾರೆ. ಫೈಬರ್-ಆಪ್ಟಿಕ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಆಡಿಯೋ, ವಿಡಿಯೋ, ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಮತ್ತು ಇತರ ರೀತಿಯ ಸಂವಹನದ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಲ್ಲ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಯೇಲ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ನ್ಯೂಜೆರ್ಸಿಯ ಲುಸೆಂಟ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್ ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ಮತ್ತು ಜರ್ಮನಿಯ ಡ್ರೆಸ್ಡೆನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಫಾರ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಫಾರ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ದುಬಾರಿ ರಿಪೀಟರ್‌ಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿ 80 ಕಿ.ಮೀ (50 ಮೈಲಿ) ಸಂವಹನ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತೆ ಫೈಬರ್ (ರಿಪೀಟರ್) ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವಾಗ ಲೇಸರ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.