Son zamanlarda, ITMO Üniversitesi （Rusya'dan araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir araştırmacı ekibi, oda sıcaklığında görünür ışık aralığında dünyanın en kompakt yarı iletken lazerini geliştirdiğini açıkladı.Araştırma ekibinin yazarına göre, bu lazer, oda sıcaklığında yeşil tutarlı ışık üretebilen ve hatta çıplak gözle bile görülebilen, sadece 310 nanometre (milimetrenin yaklaşık 1 / 3000'i) boyutunda bir nanoparçacıktır. standart bir optik mikroskop.
Bilim adamlarının, görünür ışık bandının yeşil kısmını başarıyla aştığını belirtmekte fayda var.Bu makalenin ana araştırmacısı, ITMO Üniversitesi Fizik ve Mühendislik Fakültesi profesörü Sergey Makarov şunları söyledi: “Modern ışık yayan yarı iletkenlerde, sahada bir 'yeşil boşluk' sorunu var.Yeşil boşluk, ışık yayan diyotlarda kullanılan geleneksel yarı iletken malzemelerin kuantum verimliliğinin, spektrumun yeşil kısmında keskin bir şekilde düştüğü anlamına gelir.Bu problem, geleneksel yarı iletken malzemelerden yapılan oda sıcaklığında nanolayerler geliştirilmesini zorlaştırmaktadır."
ITMO Üniversitesi araştırma ekibi, nano lazeri için malzeme olarak perovskit halojenürü seçti.Geleneksel lazerler iki temel unsurdan oluşur: tutarlı uyarım ve emisyona izin veren aktif bir ortam ve elektromanyetik enerjinin uzun süre içeride tutulmasına yardımcı olan bir optik rezonatör.Perovskite bu iki özelliği sağlayabilir: belirli bir nanometre şekli Parçacıklar hem aktif ortam hem de yüksek verimli rezonatörler olarak işlev görebilir.Sonuç olarak bilim insanları, femtosaniye lazer darbeleri ile uyarıldığında oda sıcaklığında lazer radyasyonu oluşturabilen 310 nanometre büyüklüğünde küp şeklinde parçacıklar üretmeyi başardılar.
ITMO Üniversitesi'nde genç bir araştırmacı ve makalenin ortak yazarlarından biri olan Ekaterina Tiguntseva Said Ekaterina Tiguntseva."Nanolayeri pompalamak için femtosaniye lazer darbeleri kullanıyoruz. İzole edilmiş nanopartikülleri, belirli bir pompa yoğunluğunun lazer üretme eşiğine ulaşılana kadar ışınlıyoruz. Bu nanolaser'ın en az bir milyon uyarma döngüsü içinde çalışabileceğini kanıtladık." Nanolaser'in benzersizliği geliştirildi. araştırma ekibi tarafından sadece küçük boyutu ile sınırlı değildir.Yeni tasarlanan nanopartiküller, uyarılmış emisyon enerjisini etkili bir şekilde sınırlayabilir ve lazer üretimi için yeterince yüksek elektromanyetik alan amplifikasyonu sağlayabilir.
ITMO Üniversitesi'nde genç araştırmacı ve makalenin ortak yazarlarından Kirill Koshelev şöyle açıkladı: “Fikir, lazer üretiminin bir eşik süreci olması.Yani, nanopartikülleri harici bir ışık kaynağının belirli bir 'eşik' yoğunluğunda uyarmak için lazer darbeleri kullanırsınız.Parçacıklar lazer emisyonu üretmeye başlar.Işığı yeterince iyi bir aralıkla sınırlayamazsanız, lazer emisyonu olmayacaktır.Diğer malzemeler ve sistemler ile yapılan önceki deneylerde, ancak benzer fikirlerle, dördüncü dereceden veya beşinci dereceden Mie rezonansını kullanabileceğinizi gösterir, bu da lazerin ürettiği frekansta, malzemedeki ışık dalga boyunun rezonatöre uyduğunu gösterir. rezonansın dört ila beş katı ses.Parçacıklarımızın daha önce hiç yapılmamış olan üçüncü dereceden Mie rezonansını desteklediğini kanıtladık.Diğer bir deyişle, rezonatörün boyutu malzemenin içindeki üç dalga boyuna eşit olduğunda, tutarlı uyarılmış emisyon üretebiliriz. "
Bir diğer önemli husus da nanopartiküllerin harici basınç veya çok düşük sıcaklıklar uygulanmadan lazer olarak kullanılabilmesidir.Çalışmada açıklanan tüm etkiler, normal atmosferik basınç ve oda sıcaklığında üretildi.Bu, bu teknolojiyi optik yongalar, sensörler ve optik bilgisayarlar için yongalar da dahil olmak üzere bilgileri iletmek ve işlemek için ışık kullanan diğer aygıtların üretiminde uzmanlaşmış uzmanlar için çekici kılıyor.
Görünür ışık aralığında çalışan lazerlerin avantajı, diğer tüm özellikler aynı olduğunda aynı özelliklere sahip kırmızı ve kızılötesi ışık kaynaklarından daha küçük olmalarıdır.Aslında, küçük bir lazerin hacmi genellikle yayılan dalga boyuyla kübik bir ilişkiye sahiptir ve yeşil ışığın dalga boyu kızılötesi ışığınkinden üç kat daha küçük olduğundan, minyatürleştirme sınırı yeşil lazerler için çok daha büyüktür.Bu, gelecekteki optik bilgisayar sistemleri için ultra kompakt bileşenlerin üretimi için çok önemlidir.