امکان ساخت لیزرهای نانولوله‌ای

به‌واسطه کار جدیدی که محققان در فرانسه انجام داده‌اند، لیزرهای ساخته‌شده از نانولوله‌های کربنی می‌توانند به‌زودی واقعی شوند. این کار می‌تواند منجر به انقلابی در فوتونیک مبتنی بر نانواشیایی مانند نانولوله‌های کربنی شود.

به‌واسطه کار جدیدی که محققان در فرانسه
انجام داده‌اند، لیزرهای ساخته‌شده از نانولوله‌های کربنی می‌توانند به‌زودی
واقعی شوند. این گروه به رهبری لاورنت ویوین در دانشگاه پاریس- سود برای
اولین بار بهره نوری در نانولوله‌های کربنی نیمه‌رسانا را شرح داده است.
این کار می‌تواند منجربه انقلابی در فوتونیک مبتنی بر نانواشیایی مانند
نانولوله‌های کربنی شود.

بهره نور توانایی یک ماده برای تقویت نور یا تولید فوتون‌هایی بیش از تعداد
فوتون‌هایی که جذب کرده است، است. این توانایی یک اصل است که لیزرها براساس
آن کار می‌کنند. این گروه تحقیقاتی اکنون نشان داده است که نانولوله‌های
کربنی (CNTS) نیمه‌رسانایی که در یک فیلم پلیمری نازک درج شده‌اند، یک بهره
نور در طول موج ۱/۳ میکرومتر در دمای اتاق نشان می‌دهند.

 
یک آزمایش
طولی نوار متغییر.

 
نانولوله‌های کربنی نیمه‌رسانا می‌توانند برای کاربردهایی در فوتونیک و
نانوالکترونیک ایده‌آل باشند، زیرا آنها می‌توانند نور را در فرکانس‌های
مجزا انتشار داده و جذب کنند و جریان‌های الکتریکی بزرگی تحمل کنند. اگرچه
تاکنون کسی نشان نداده است که نانولوله‌های کربنی می‌توانند نور را تقویت
کنند.

این محققان ابتدا با انتخاب و جداسازی نانولوله‌های کربنی نیمه‌رسانا از
مخلوطی از نانولوله‌های تولید‌شده حاوی هر دو لوله‌های فلزی و نیمه‌رسانا،
شروع کردند. نمونه‌ حاصله عاری از ناخالصی و نانولوله‌های فلزی بود. سپس
این نانولوله‌های کربنی در یک پلیمر درج شدند و یک فیلم نازک هدایت‌کننده
نور ساخته شد.

این پژوهشگران سپس این نانولوله‌ها را با استفاده از تکنیک‌های نوری شناخته‌شده‌ای
شامل روش‌های موضعی تحریک جابه‌جاکننده و طولی نوار متغیر، و باریک کردن
طیفی، مطالعه کردند. این فیلم‌ِ حاوی نانولوله از نظر نوری بوسیله یک لیزر
نوسانگر پارامتری نوری تحریک شد. این لیزر تحریک‌کننده، انتشاردهنده طول
موج ۷۴۰ نانومتر بود و بوسیله یک لیزر Nd:YAG پمپ می‌شد. این محققان انتشار
خود به خود نور تقویت‌شده از نانولوله‌های کربنی از کناره‌ی این فیلم را
جمع‌آوری کردند و چگونگی تغییر این انتشار بعنوان تابعی از طول نوار لوله‌ای
تحریک‌شده، را مطالعه کردند.

نتایج این مطالعه، این امکان را برای این دانشمندان فراهم می‌کند که
بتوانند اولین لیزر نانولوله کربنی را بسازند و آنها طرحی برای ساخت یک
نمونه از این لیزر در آینده خیلی نزدیک در آزمایشگاه‌شان دارند. این
پژوهشگران علاقه دارند که در نهایت نوع جدیدی از فوتونیک مبتنی بر نانولوله‌ها
را توسعه دهند.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی‌ Applied Physics Letters منتشر کرده‌اند.