(PhysOrg.com) -- Hoewel lasers in alle soorten en maten verkrijgbaar zijn, een van de meest recente laserontwerpen is vooral intrigerend, omdat het gemaakt is van slechts een enkele nanodraad. Door zijn kleine formaat en eenvoud, de laser met één nanodraad zou kunnen worden gebruikt als een coherente lichtbron op nanoschaal voor toepassingen in optische communicatie, voelen, en signaalverwerking.

Het team van onderzoekers, Yao Xiao, et al., van de Zhejiang Universiteit in Hangzhou, China, en Peking Universiteit in Peking, heeft hun studie over een nieuwe laser met enkele nanodraad gepubliceerd in een recent nummer van Nano-letters . Hoewel het niet de eerste laser is die is gemaakt van slechts één nanodraad, het biedt bepaalde voordelen omdat het in een controleerbare single-mode werkt.

“Eerder, lasers met enkele nanodraad worden meestal in meerdere modi gebruikt, ” vertelde co-auteur Limin Tong van de Zhejiang University: PhysOrg.com . "De single-nanodraadlaser die in ons werk wordt gerapporteerd, is single-mode, wat zeer gewenst is voor praktische toepassingen.”

Hier, de emissie van de laser heeft een golflengte van ongeveer 738 nm (de bovenkant van het zichtbare spectrum). De nanodraad die gebruikt is om de laser te maken heeft een diameter van 200 nm, en een lengte tussen 50 en 75 µm. De onderzoekers experimenteerden met het op verschillende manieren buigen van nanodraden door onder een microscoop te turen en de nanodraad te vouwen met fibersondes. Bijvoorbeeld, ze vouwden nanodraden zodat ze aan beide uiteinden lussen hadden, een lus aan het ene uiteinde, en geen lussen.

Om de nanodraad te laten werken als een single-mode laser, de onderzoekers opgewonden de lus nanodraad met een gepulseerde laser. Zoals ze uitlegden, wanneer de winst van de heen- en terugreis, die wordt ondersteund door feedback zoals reflectie, kan retourverliezen compenseren, laseren optreedt. De onderzoekers observeerden laseren in de enkele nanodraad als twee heldere lichtvlekken aan beide uiteinden van de nanodraad. Ze vonden dat, voor de nanodraden die in lussen werden gevouwen, de lussen fungeerden als lusspiegels, die niet alleen de nanodraad-gekoppelde holtes biedt voor modusselectie, maar verhoogt ook de reflectiviteit van de nanodraad en verlaagt de laserdrempel. Samen, de hoge reflectiviteit en lage drempel creëren een hoogwaardige laserholte in de nanodraad.

In aanvulling, Door de grootte van de lussen te veranderen, kunnen de onderzoekers de golflengte van de laser afstemmen. Met behulp van de vezelsondes, de onderzoekers konden de grootte van de lussen gemakkelijk veranderen. Ze ontdekten dat het verkleinen van een van de lussen de golflengte verandert als gevolg van de vermindering van het optische pad van de laserholte.

De wetenschappers hopen dat de enkele nanodraadlaser, met zijn voordelen van hoge moduskwaliteit en lage laserdrempel, zou nieuwe mogelijkheden kunnen bieden voor praktische toepassingen van nanodraadlasers. In aanvulling, de studie zou een nieuwe ontwerptechniek kunnen opleveren voor het vervaardigen van laagdrempelige, single-mode lasers die andere soorten nanostructuren gebruiken.

“Als coherente optische bron, dit soort nanodraadlaser heeft niet alleen een geminiaturiseerde voetafdruk (zoals veel andere nanodraadlasers), maar biedt ook single-mode laseroutput (moeilijk te realiseren in de meeste andere nanodraadlasers maar zeer gewenst voor praktische toepassingen), ' zei Tong. “Daarom, dit soort laser kan een groot potentieel bieden in toepassingen zoals geïntegreerde opto-elektronische circuits op nanoschaal voor optische gegevensverwerking en optische detectie.”

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.