حلقه‌های لیزری نقاط کوانتومی نورهای رنگی گسیل می‌کنند

حلقه‌های لیزری نقاط کوانتومی نورهای رنگی گسیل می‌کنندReviewed by رضا بیگدلی on Jan 24Rating: 5.0حلقه‌های لیزری نقاط کوانتومی نورهای رنگی گسیل می‌کنندحلقه‌های لیزری نقاط کوانتومی نورهای رنگی گسیل می‌کنند

پژوهشگران، نوع جدیدی از لیزر به نام لیزر حلقه‌ی نقاط کوانتومی را طراحی کرده‌اند که نور قرمز، نارنجی و سبز گسیل می‌کند. هر‌کدام از رنگ‌ها، از قسمت خاصی از نقاط کوانتومی گسیل می‌شود. قرمز از مرکز، سبز از پوسته و نارنجی ترکیبی از هر دو قسمت قبلی است. گسیل رنگ نارنجی با عوض کردن نسبت گسیل از مرکز و گسیل از پوسته، قابل کنترل است.پژوهشگرانی از ETH زوریخ در سوییس، به نام‌ها‌ی: بوریس فبر، فری پرینس، ایوا د لیو، فردی رابو و دیوید نوریس، مقاله‌ای در مورد این لیزر‌ها‌ی جدید در Nano Letters منتشر کرده‌اند.در این پژوهش، اثر جالب لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی بررسی شد. لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی، بلور‌ها‌ی نیم‌رسانا‌یی در اندازه‌ی نانو هستند. در این لیزر‌ها، نقاط کوانتومی، روی پوسته‌ی سطحی ماده‌ی دیگری لایه‌نشانی می‌شوند. زمانی که لیزر شروع به کار می‌کند، پوسته‌ی ماده شروع به تابش می‌کنند و همین‌طور باعث گسیل اکسیتون (exciton) از هسته‌ی داخلی نقاط کوانتومی می‌شوند. این فرایند، گسیل نور مرکزی را بهبود می‌بخشد.برای کنترل محل گسیل یک لیزر نقاط کوانتومی (فقط از مرکز نور گسیل کند یا فقط از پوسته)، پژوهش‌گران کاواک لیزری به‌خصوصی را طراحی کرده‌اند که در قسمت مرکزی لیزر قرار گرفته و قادر است نورد را مکررا محبوس کرده و دوباره بازتاب کند تا به یک تابش کاملا همدوس دست پیدا کند. با این‌که لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی در سراسر جهان گسترش یافته‌اند، تاثیر کاواک لیزری در مرکز دستگاه، هنوز هم کاملا مشخص نشده است.

در پژوهش اخیر، دانشمندان، کاواک‌ها‌یی به صورت آرایه‌ای با کیفیت بسیار بالا با استفاده از حلقه‌ها‌ی نقاط کوانتومی طراحی کرده‌اند. لیزر‌ها‌ی حاصل از این طراحی فاکتور‌ها‌ی کیفیت بسیار بالایی نسبت به لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی معمولی عرضه کردند. نوریس، پروفسور مهندسی مواد از ETH زوریخ، در محاسبه‌ای با Phys.org گفت:

ما قادر به ساخت کاواک‌ها‌ی ساده‌ای هستیم که کیفیت بسیار بالایی دارند و برای بررسی نور‌ها‌ی رنگی در لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی، به ما کمک زیادی می‌کنند. در صورتی‌که با استفاده از کاواک‌ها‌ی کیفیت پایین، شانس مطالعه روی نور‌ها‌ی رنگی را از دست می‌دادیم.

پژوهشگران ادعا می‌کنند که این لیزر‌ها‌ی جدید در انرژی‌ها‌ی پایین، از مرکز نقاط نور قرمز و از پوسته‌ی سطحی نقاط، نور سبز گسیل می‌کنند. در انرژی‌ها‌ی متوسط، از هر دو قسمت مرکزی و سطحی نقاط نور نارنجی گسیل می‌شود. طبق توضیح پژوهش‌گران، می‌توان به کلی تابش مرکزی را خاموش کرد چرا که این تابش در مقیاس زمانی یک پیکو‌ثانیه اتفاق می‌افتد در حالی‌که گسیل سطحی، در مقیاس زمانی چند پیکو‌ثانیه اتفاق می‌افتد. بنابر‌این اگر توان لیزر به حد کافی باشد، می‌توان تابش مرکزی را به‌طور کلی خاموش کرد. در آینده‌ی نه‌چندان دور، لیزر‌ها‌ی نقاط کوانتومی، باعث پیشرفت تکنولوژی‌ها‌یی در زمینه‌ی لیزر و شیمی و دیگر زمینه‌ها خواهد‌شد. نوریس گفت:

در این پژوهش، ما روی کنترل محل تابش نور کار کرده‌ایم. اما تغییر رنگ نور در توان‌ها‌ی بالا اتفاق می‌افتد. برای این‌که بتوان در توان‌ها‌ی کم‌تر به این اثر دست پیدا کرد، پژوهش و آزمایش بیشتری مورد نیاز است. خوشبختانه پیشرفت نقاط کوانتومی در زمینه‌ی لیزر بسیار چشم‌گیر است و در آینده‌ی نه‌چندان دور، شاهد پیشرفت دستگاه‌ها خواهیم بود.

Comments are closed.