Forskere laver single-mode laser ud af en enkelt nanotråd

(PhysOrg.com) -- Selvom lasere kommer i alle former og størrelser, et af de seneste laserdesigns er særligt spændende, da den kun er lavet af en enkelt nanotråd. På grund af sin lille størrelse og enkelhed, laseren med enkelt nanotråd kunne bruges som en sammenhængende lyskilde i nanoskala til applikationer inden for optisk kommunikation, sansning, og signalbehandling.

Holdet af forskere, Yao Xiao, et al., fra Zhejiang University i Hangzhou, Kina, og Peking Universitet i Beijing, har offentliggjort deres undersøgelse af en ny enkelt-nanowire laser i et nyligt nummer af Nano bogstaver . Selvom det ikke er den første laser lavet af kun en nanotråd, det giver visse fordele, da det fungerer i en kontrollerbar single-mode.

"Tidligere enkelt-nanowire lasere betjenes for det meste i flere tilstande, ” fortalte medforfatter Limin Tong fra Zhejiang University PhysOrg.com . "Single-nanowire-laseren rapporteret i vores arbejde er single-mode, som er meget ønsket til praktiske anvendelser.”

Her, laserens emission har en bølgelængde på omkring 738 nm (den øvre ende af det synlige spektrum). Nanotråden, der blev brugt til at fremstille laseren, har en diameter på 200 nm, og en længde på mellem 50 og 75 µm. Forskerne eksperimenterede med at bøje nanotråde på forskellige måder ved at kigge under et mikroskop og folde nanotråden med fibersonder. For eksempel, de foldede nanotråde, så de havde løkker i begge ender, en løkke i den ene ende, og ingen løkker.

For at få nanotråden til at fungere som en enkelt-mode laser, forskerne exciterede den loopede nanotråd med en pulserende laser. Som de forklarede, når returflyvningen vinder, som understøttes af feedback som refleksion, kan kompensere for tab retur, lasering opstår. Forskerne observerede lasering i de enkelte nanotråde som to lyse pletter af lys i begge ender af nanotråden. De fandt ud af, at for nanotrådene, der blev foldet til løkker, løkkerne fungerede som løkkespejle, som ikke kun tilbyder de nanotrådkoblede hulrum til valg af tilstand, men øger også nanotrådens reflektivitet og reducerer lasertærsklen. Sammen, den høje reflektivitet og lave tærskel skaber et højkvalitets laserhulrum i nanotråden.

Ud over, ændring af løkkernes størrelse giver forskerne mulighed for at indstille laserens bølgelængde. Ved hjælp af fiberproberne, forskerne kunne nemt ændre størrelsen på løkkerne. De fandt ud af, at formindskelse af størrelsen af ​​en af ​​sløjferne ændrer bølgelængden på grund af reduktionen i den optiske vej af laserhulrummet.

Forskerne håber, at laseren med enkelt nanotråd, med sine fordele ved høj tilstandskvalitet og lav lasertærskel, kunne give nye muligheder for praktiske anvendelser af nanotrådlasere. Ud over, undersøgelsen kunne give en ny designteknik til fremstilling af lavtærskel, single-mode lasere, der bruger andre former for nanostrukturer.

"Som en sammenhængende optisk kilde, denne form for nanotrådlaser har ikke kun et miniaturiseret fodaftryk (som mange andre nanotrådslasere), men tilbyder også single-mode laser output (svært at realisere i de fleste andre nanotrådlasere, men meget ønsket til praktiske anvendelser), " sagde Tong. "Derfor denne type laser kan tilbyde et stort potentiale i applikationer såsom integrerede optoelektroniske kredsløb i nanoskala til optisk databehandling og optisk sensing."

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.