द
लेसरजगातील ऑप्टिकल कम्युनिकेशन नेटवर्क प्रकाशित करण्यासाठी वापरलेले सामान्यत: एर्बियम-डोपड फायबर किंवा III-V सेमीकंडक्टर बनलेले असतात, कारण हे
लेसरइन्फ्रारेड तरंगलांबी उत्सर्जित करू शकते जी ऑप्टिकल फायबरद्वारे प्रसारित केली जाऊ शकते. तथापि, त्याच वेळी, ही सामग्री पारंपारिक सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक्ससह एकत्रित करणे सोपे नाही.
एका नवीन अभ्यासात, स्पेनमधील शास्त्रज्ञांनी सांगितले की भविष्यात त्यांनी इन्फ्रारेड लेसर तयार करणे अपेक्षित आहे जे ऑप्टिकल फायबरसह लेपित केले जाऊ शकतात किंवा CMOS उत्पादन प्रक्रियेचा भाग म्हणून थेट सिलिकॉनवर जमा केले जाऊ शकतात. त्यांनी हे दाखवून दिले आहे की विशेषतः डिझाइन केलेल्या ऑप्टिकल पोकळीमध्ये एकत्रित केलेले कोलाइडल क्वांटम डॉट्स निर्माण करू शकतात
लेसरखोलीच्या तपमानावर ऑप्टिकल कम्युनिकेशन विंडोमधून प्रकाश.
क्वांटम डॉट्स नॅनो-स्केल सेमीकंडक्टर असतात ज्यात इलेक्ट्रॉन असतात. इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा पातळी वास्तविक अणूंसारखीच असते. ते सामान्यतः क्वांटम डॉट क्रिस्टल्सचे रासायनिक पूर्ववर्ती असलेले कोलॉइड गरम करून तयार केले जातात आणि त्यांच्यामध्ये फोटोइलेक्ट्रिक गुणधर्म असतात जे त्यांचे आकार आणि आकार बदलून समायोजित केले जाऊ शकतात. आतापर्यंत, ते फोटोव्होल्टेइक पेशी, प्रकाश-उत्सर्जक डायोड आणि फोटॉन डिटेक्टरसह विविध उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत.
2006 मध्ये, कॅनडातील टोरंटो विद्यापीठातील एका संघाने इन्फ्रारेड लेसरसाठी लीड सल्फाइड कोलोइडल क्वांटम डॉट्सचा वापर प्रात्यक्षिक केला, परंतु इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांचे ऑगर पुनर्संयोजन थर्मलली रोमांचक टाळण्यासाठी ते कमी तापमानात केले पाहिजे. गेल्या वर्षी, नानजिंग, चीनमधील संशोधकांनी सिल्व्हर सेलेनाइडपासून बनवलेल्या ठिपक्यांद्वारे तयार केलेल्या इन्फ्रारेड लेझर्सवर अहवाल दिला, परंतु त्यांचे रेझोनेटर्स अव्यवहार्य आणि समायोजित करणे कठीण होते.
नवीनतम संशोधनात, स्पेनमधील बार्सिलोना इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीचे गेरासिमोस कॉन्स्टँटाटोस आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी खोलीच्या तपमानावर इन्फ्रारेड लेसर मिळविण्यासाठी तथाकथित वितरित अभिप्राय पोकळीवर विसंबून राहिले. ही पद्धत एक अतिशय अरुंद तरंगलांबी बँड मर्यादित करण्यासाठी जाळीचा वापर करते, परिणामी एकच लेसर मोड येतो.
जाळी बनवण्यासाठी, संशोधकांनी नीलमणी सब्सट्रेटवर नमुने कोरण्यासाठी इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफीचा वापर केला. त्यांनी नीलमची निवड केली कारण त्याच्या उच्च थर्मल चालकतामुळे, जे ऑप्टिकल पंपद्वारे निर्माण होणारी बहुतेक उष्णता काढून टाकू शकते - या उष्णतेमुळे लेसर पुन्हा एकत्र होईल आणि लेसर आउटपुट अस्थिर होईल.
त्यानंतर, कॉन्स्टँटाटोस आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी 850 नॅनोमीटर ते 920 नॅनोमीटरपर्यंतच्या वेगवेगळ्या पिचसह नऊ ग्रेटिंग्सवर लीड सल्फाइड क्वांटम डॉट कोलॉइड ठेवले. त्यांनी 5.4 nm, 5.7 nm आणि 6.0 nm व्यासासह तीन वेगवेगळ्या आकाराचे क्वांटम डॉट्स देखील वापरले.
खोलीतील तापमान चाचणीत, संघाने हे दाखवून दिले की ते कम्युनिकेशन सी-बँड, एल-बँड आणि यू-बँडमध्ये 1553 एनएम ते 1649 एनएम पर्यंत लेसर तयार करू शकतात, पूर्ण रुंदीपर्यंत, कमाल मूल्याच्या अर्ध्या, 0.9 इतके कमी. meV त्यांना असेही आढळले की एन-डोपेड लीड सल्फाइडमुळे ते पंपिंगची तीव्रता सुमारे 40% कमी करू शकतात. कॉन्स्टँटाटोसचा असा विश्वास आहे की ही कपात अधिक व्यावहारिक, कमी-शक्तीच्या पंप लेसरसाठी मार्ग मोकळा करेल आणि इलेक्ट्रिकल पंपिंगचा मार्ग देखील मोकळा करेल.
संभाव्य ऍप्लिकेशन्ससाठी, कॉन्स्टँटाटोस म्हणाले की क्वांटम डॉट सोल्यूशन एकात्मिक सर्किट्समध्ये किंवा दरम्यान स्वस्त, कार्यक्षम आणि जलद संवाद साधण्यासाठी नवीन CMOS एकात्मिक लेसर स्रोत आणू शकते. ते पुढे म्हणाले की इन्फ्रारेड लेझर मानवी दृष्टीसाठी निरुपद्रवी मानले जातात हे लक्षात घेता, ते लिडर देखील सुधारू शकते.
तथापि, लेसर वापरण्याआधी, संशोधकांनी प्रथम त्यांची सामग्री सतत वेव्ह किंवा लांब पल्स पंप स्त्रोतांसह लेसरचा वापर प्रदर्शित करण्यासाठी अनुकूल करणे आवश्यक आहे. याचे कारण महागडे आणि अवजड सब-पिकोसेकंड लेसरचा वापर टाळणे हे आहे. कॉन्स्टँटाटोस म्हणाले: "नॅनोसेकंद कडधान्ये किंवा सतत लहरी आम्हाला डायोड लेसर वापरण्याची परवानगी देतात, ज्यामुळे ते अधिक व्यावहारिक सेटिंग बनते."
