نانولاسرز کا تصور اور درجہ بندی

نانوولسر ایک قسم کا مائیکرو اور نینو ڈیوائس ہے جو نانوومیٹریز جیسے نانووائر سے بنا ہوا ہے اور گونجنے والے کی حیثیت سے ہے اور فوٹو ایکسیسیٹیشن یا بجلی کے جوش و خروش کے تحت لیزر کا اخراج کرسکتا ہے۔ اس لیزر کا سائز اکثر صرف سیکڑوں مائکرون یا یہاں تک کہ دسیوں مائکرون ہی ہوتا ہے ، اور قطر نانوومیٹر آرڈر پر منحصر ہوتا ہے ، جو مستقبل کی پتلی فلم ڈسپلے ، مربوط آپٹکس اور دیگر شعبوں کا ایک اہم حصہ ہے۔

نانولسر کی درجہ بندی:

1. نانوائر لیزر

2001 میں ، ریاستہائے متحدہ میں کیلیفورنیا یونیورسٹی کے محققین ، برکلے ، نے ، دنیا کے سب سے چھوٹے لیزر-نانولاسرز-نانوپٹک تار پر انسانی بالوں کی لمبائی کا صرف ایک ہزارواں حصہ تشکیل دیا۔ یہ لیزر نہ صرف الٹرا وایلیٹ لیزرز کا اخراج کرتا ہے ، بلکہ نیلے رنگ سے لے کر گہری الٹرا وایلیٹ تک لیزرز کو خارج کرنے کے لئے بھی تیار کیا جاسکتا ہے۔ محققین نے خالص زنک آکسائڈ کرسٹل سے لیزر بنانے کے لئے اورینٹڈ ایپیفیٹیشن نامی ایک معیاری تکنیک کا استعمال کیا۔ وہ پہلے "مہذب" نانوائرس ، یعنی سونے کی پرت پر تشکیل پائے جاتے ہیں جس کا قطر 20nm سے 150nm اور 10،000 ینیم خالص زنک آکسائڈ تاروں کی لمبائی ہے۔ اس کے بعد ، جب محققین نے گرین ہاؤس کے نیچے ایک اور لیزر کے ساتھ نانوائرس میں خالص زنک آکسائڈ کرسٹل کو چالو کیا تو ، خالص زنک آکسائڈ کرسٹل نے لیزر کو صرف 17nm کی طول موج کے ساتھ خارج کیا۔ اس طرح کے نانولاسرز کو آخر کار کیمیکلز کی نشاندہی کرنے اور کمپیوٹر ڈسکوں اور فوٹوونک کمپیوٹرز کی معلومات کے ذخیرہ کرنے کی گنجائش کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

2. الٹرا وایلیٹ نانولوزر

مائیکرو لیزرز کی آمد کے بعد ، مائیکرو ڈسک لیزرز ، مائیکرو رنگ لیزرز ، اور کوانٹم برفانی تودے لیزرز ، کیمسٹ یانگ پیڈونگ اور ان کے ساتھیوں نے کیلیفورنیا یونیورسٹی ، برکلے میں کمرے کا درجہ حرارت نانولازرز بنائے۔ یہ زنک آکسائڈ نانوولسر 0.3nm سے بھی کم کی لائن وڈتھ اور ہلکی حوصلہ افزائی کے تحت 385nm کی طول موج کے ساتھ لیزر کا اخراج کرسکتا ہے ، جو دنیا کا سب سے چھوٹا لیزر اور نانو ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ پہلے عملی آلات میں سے ایک سمجھا جاتا ہے۔ ترقی کے ابتدائی مرحلے میں ، محققین نے پیش گوئی کی ہے کہ یہ ZnO نانولسر تیار کرنا آسان ہے ، اعلی چمک ، چھوٹا سائز ، اور کارکردگی GAN بلیو لیزرز کے برابر یا اس سے بھی بہتر ہے۔ اعلی کثافت والی نانوائر اری بنانے کی صلاحیت کی وجہ سے ، زیڈنو نانولاسرز بہت ساری ایپلی کیشنز میں داخل ہوسکتے ہیں جو آج کے GAAS آلات سے ممکن نہیں ہیں۔ اس طرح کے لیزرز کو اگانے کے ل Z ، ZnO نانوائر کو گیس کی نقل و حمل کے طریقہ کار سے ترکیب کیا جاتا ہے جو ایپیٹاکسیل کرسٹل نمو کو اتپریرک کرتا ہے۔ سب سے پہلے ، نیلم سبسٹریٹ کو 1 این ایم ~ 3.5nm موٹی سونے کی فلم کی ایک پرت کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے ، اور پھر اسے ایلومینا کشتی پر ڈال دیا جاتا ہے ، امونیا کے بہاؤ میں زیڈ این بھاپ پیدا کرنے کے لئے مواد اور سبسٹریٹ کو 880 ° C ~ 905 ° C میں گرم کیا جاتا ہے ، اور پھر زیڈ این بھاپ کو سبسٹریٹ میں منتقل کیا جاتا ہے۔ ہیکساگونل کراس سیکشنل ایریا کے ساتھ 2μm ~ 10μm کے نانووائرس 2 منٹ ~ 10 منٹ کی نمو میں پیدا ہوئے تھے۔ محققین نے پایا کہ زیڈنو نانوائر 20nm سے 150nm قطر کے ساتھ قدرتی لیزر گہا تشکیل دیتا ہے ، اور اس کے قطر کا زیادہ تر (95 ٪) 70nm سے 100nm ہے۔ نانوائرس کے حوصلہ افزائی کے اخراج کا مطالعہ کرنے کے لئے ، محققین نے آپٹیک طور پر نمونے کو گرین ہاؤس میں این ڈی کی چوتھی ہارمونک آؤٹ پٹ کے ساتھ پمپ کیا: یاگ لیزر (266nm طول موج ، 3NS پلس کی چوڑائی)۔ اخراج اسپیکٹرم کے ارتقا کے دوران ، پمپ کی طاقت میں اضافے کے ساتھ روشنی کی گئی ہے۔ جب لیسنگ ZnO نانوائر (تقریبا 40 کلو واٹ/سینٹی میٹر) کی دہلیز سے تجاوز کر جاتی ہے تو ، اخراج اسپیکٹرم میں سب سے اونچا نقطہ نظر آئے گا۔ ان اعلی ترین پوائنٹس کی لائن چوڑائی 0.3nm سے کم ہے ، جو دہلیز کے نیچے اخراج کے خط سے لائن چوڑائی سے 1/50 سے زیادہ کم ہے۔ اخراج کی شدت میں یہ تنگ لائن وڈتھ اور تیزی سے اضافے نے محققین کو یہ نتیجہ اخذ کرنے پر مجبور کیا کہ حوصلہ افزائی کا اخراج واقعتا these ان نانوائرس میں ہوتا ہے۔ لہذا ، یہ نانوائر سرنی قدرتی گونجنے والے کی حیثیت سے کام کر سکتی ہے اور اس طرح ایک مائیکرو لیزر کا ایک مثالی ذریعہ بن سکتی ہے۔ محققین کا خیال ہے کہ اس مختصر طول موج نانولوزر کو آپٹیکل کمپیوٹنگ ، انفارمیشن اسٹوریج اور نانوانالیزر کے شعبوں میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔

3. کوانٹم ویل لیزرز

2010 سے پہلے اور اس کے بعد ، سیمیکمڈکٹر چپ پر کھڑی لائن کی چوڑائی 100nm یا اس سے کم تک پہنچ جائے گی ، اور سرکٹ میں صرف چند الیکٹران منتقل ہوں گے ، اور الیکٹران میں اضافے اور کمی کا سرکٹ کے عمل پر بہت زیادہ اثر پڑے گا۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لئے ، کوانٹم ویل لیزرز پیدا ہوئے۔ کوانٹم میکینکس میں ، ایک ممکنہ فیلڈ جو الیکٹرانوں کی حرکت کو محدود کرتا ہے اور ان کی مقدار کو مقدار میں رکھتا ہے اسے کوانٹم اچھی طرح سے کہا جاتا ہے۔ اس کوانٹم رکاوٹ کا استعمال سیمیکمڈکٹر لیزر کی فعال پرت میں کوانٹم توانائی کی سطح بنانے کے لئے کیا جاتا ہے ، تاکہ توانائی کی سطح کے مابین الیکٹرانک منتقلی لیزر کے پرجوش تابکاری پر حاوی ہو ، جو ایک کوانٹم ویل لیزر ہے۔ کوانٹم ویل لیزرز کی دو اقسام ہیں: کوانٹم لائن لیزرز اور کوانٹم ڈاٹ لیزر۔

① کوانٹم لائن لیزر

سائنس دانوں نے کوانٹم تار لیزر تیار کیے ہیں جو روایتی لیزرز سے ایک ہزار گنا زیادہ طاقتور ہیں ، تیز کمپیوٹرز اور مواصلاتی آلات بنانے کی طرف ایک بڑا قدم اٹھاتے ہیں۔ لیزر ، جو فائبر آپٹک نیٹ ورکس پر آڈیو ، ویڈیو ، انٹرنیٹ اور مواصلات کی دیگر اقسام کی رفتار کو بڑھا سکتا ہے ، ییل یونیورسٹی کے سائنس دانوں ، نیو جرسی میں لوسنٹ ٹیکنالوجیز بیل لیبز اور جرمنی کے شہر ڈریسڈن میں فزکس کے لئے میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ کے سائنسدانوں نے تیار کیا تھا۔ یہ اعلی طاقت والے لیزرز مہنگے ریپیٹرز کی ضرورت کو کم کردیں گے ، جو مواصلاتی لائن کے ساتھ ہر 80 کلومیٹر (50 میل) نصب ہوتے ہیں ، ایک بار پھر لیزر دالیں تیار کرتے ہیں جو فائبر (ریپیٹرز) کے ذریعے سفر کرتے ہوئے کم شدید ہوتے ہیں۔