द
लेजरहरूसंसारको अप्टिकल संचार नेटवर्कहरू उज्यालो गर्न प्रयोग गरिन्छ सामान्यतया erbium-doped फाइबर वा III-V अर्धचालकहरू बनाइन्छ, किनभने यी
लेजरहरूइन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन गर्न सक्छ जुन अप्टिकल फाइबर मार्फत प्रसारित गर्न सकिन्छ। यद्यपि, एकै समयमा, यो सामग्री पारंपरिक सिलिकन इलेक्ट्रोनिक्ससँग एकीकृत गर्न सजिलो छैन।
नयाँ अध्ययनमा, स्पेनका वैज्ञानिकहरूले भने कि भविष्यमा उनीहरूले इन्फ्रारेड लेजरहरू उत्पादन गर्ने अपेक्षा गरिएको छ जुन अप्टिकल फाइबरको साथ लेपित गर्न सकिन्छ वा सिलिकनमा सिधै जम्मा गर्न सकिन्छ CMOS निर्माण प्रक्रियाको भागको रूपमा। तिनीहरूले प्रदर्शन गरेका छन् कि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको अप्टिकल गुहामा एकीकृत कोलोइडल क्वान्टम डटहरू उत्पन्न गर्न सक्छन्।
लेजरकोठाको तापक्रममा अप्टिकल सञ्चार विन्डो मार्फत प्रकाश।
क्वान्टम डटहरू नैनो-स्केल अर्धचालकहरू हुन् जसमा इलेक्ट्रोनहरू छन्। इलेक्ट्रोनहरूको ऊर्जा स्तरहरू वास्तविक परमाणुहरू जस्तै छन्। तिनीहरू सामान्यतया क्वान्टम डट क्रिस्टलहरूको रासायनिक पूर्ववर्तीहरू समावेश गर्ने कोलोइडहरू तताउने द्वारा निर्मित हुन्छन्, र फोटोइलेक्ट्रिक गुणहरू छन् जुन तिनीहरूको आकार र आकार परिवर्तन गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ। अहिलेसम्म, तिनीहरू फोटोभोल्टिक सेलहरू, प्रकाश-उत्सर्जक डायोडहरू, र फोटोन डिटेक्टरहरू सहित विभिन्न उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग भएका छन्।
2006 मा, क्यानाडाको टोरन्टो विश्वविद्यालयको टोलीले इन्फ्रारेड लेजरहरूको लागि लीड सल्फाइड कोलोइडल क्वान्टम डटहरूको प्रयोग प्रदर्शन गर्यो, तर इलेक्ट्रोन र प्वालहरूको औगर पुनर्संयोजनलाई थर्मल रूपमा रोमाञ्चक हुनबाट जोगाउन यो कम तापक्रममा गरिनु पर्छ। गत वर्ष, चीनको नान्जिङका अन्वेषकहरूले चाँदीको सेलेनाइडबाट बनेका थोप्लाहरूद्वारा उत्पादित इन्फ्रारेड लेजरहरूबारे रिपोर्ट गरे, तर तिनीहरूका रेजोनेटरहरू अव्यावहारिक र समायोजन गर्न गाह्रो थिए।
भर्खरको अनुसन्धानमा, स्पेनको बार्सिलोना इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका गेरासिमोस कोन्स्टान्टाटोस र उनका सहकर्मीहरूले कोठाको तापक्रममा इन्फ्रारेड लेजरहरू प्राप्त गर्न तथाकथित वितरित प्रतिक्रिया गुहामा भर परेका थिए। यो विधिले धेरै साँघुरो तरंगदैर्ध्य ब्यान्डलाई सीमित गर्न ग्रेटिंग प्रयोग गर्दछ, परिणामस्वरूप एकल लेजर मोड।
ग्रेटिंग बनाउन, शोधकर्ताहरूले नीलमणि सब्सट्रेटमा ढाँचाहरू नक्काशी गर्न इलेक्ट्रोन बीम लिथोग्राफी प्रयोग गरे। तिनीहरूले यसको उच्च थर्मल चालकताको कारणले नीलमणि छनोट गरे, जसले अप्टिकल पम्पले उत्पन्न गरेको धेरैजसो ताप हटाउन सक्छ - यो तापले लेजरलाई पुन: संयोजित गर्न र लेजर आउटपुटलाई अस्थिर बनाउँदछ।
त्यसपछि, Konstantatos र तिनका सहकर्मीहरूले 850 न्यानोमिटरदेखि 920 न्यानोमिटरसम्मका विभिन्न पिचहरूका साथ नौ ग्रेटिङ्हरूमा नेतृत्व सल्फाइड क्वान्टम डट कोलोइड राखे। तिनीहरूले 5.4 nm, 5.7 nm, र 6.0 nm को व्यासको साथ क्वान्टम डटहरूको तीन फरक आकारहरू पनि प्रयोग गरे।
कोठाको तापक्रम परीक्षणमा, टोलीले 1553 एनएमदेखि 1649 एनएमसम्म कम्युनिकेशन सी-ब्यान्ड, एल-ब्यान्ड, र यू-ब्यान्डमा लेजरहरू उत्पन्न गर्न सक्छ, पूर्ण चौडाइमा, आधा अधिकतम मान, ०.९ को रूपमा कम हुने देखाएको छ। meV। तिनीहरूले एन-डोपेड लेड सल्फाइडको कारणले गर्दा, तिनीहरूले लगभग 40% द्वारा पम्पिंग तीव्रता घटाउन सक्छन् भनेर पत्ता लगाए। Konstantatos विश्वास गर्दछ कि यो कटौतीले थप व्यावहारिक, कम-शक्ति पम्प लेजरहरूको लागि मार्ग प्रशस्त गर्नेछ, र विद्युतीय पम्पिङको लागि मार्ग प्रशस्त गर्न सक्छ।
सम्भावित अनुप्रयोगहरूको लागि, कोन्स्टान्टाटोसले भन्यो कि क्वान्टम डट समाधानले एकीकृत सर्किट भित्र वा बीचमा सस्तो, कुशल र छिटो सञ्चार प्राप्त गर्न नयाँ CMOS एकीकृत लेजर स्रोतहरू ल्याउन सक्छ। इन्फ्रारेड लेजरहरू मानव दृष्टिको लागि हानिकारक मानिन्छ भनेर विचार गर्दै, यसले लिडरमा पनि सुधार गर्न सक्छ, उनले थपे।
यद्यपि, लेजरहरू प्रयोगमा राख्नु अघि, अनुसन्धानकर्ताहरूले लगातार तरंग वा लामो पल्स पम्प स्रोतहरूको साथ लेजरहरूको प्रयोग प्रदर्शन गर्न पहिले तिनीहरूको सामग्रीलाई अनुकूलन गर्नुपर्छ। यसको कारण महँगो र भारी सब-पिकोसेकेन्ड लेजरहरूको प्रयोगबाट बच्नु हो। Konstantatos ले भन्नुभयो: "नानोसेकेन्ड पल्स वा निरन्तर छालहरूले हामीलाई डायोड लेजरहरू प्रयोग गर्न अनुमति दिनेछ, यसलाई अझ व्यावहारिक सेटिङ बनाउँदछ।"
