گروهی از محققان چینی یک لیزر تک‌نانوسیمی ساخته‌اند که به شکل تک‌حالته و کنترل‌پذیر کار می‌کند.
تولید لیزر تک‌حالته با استفاده از نانوسیم‌ها
با وجودی که لیزرها شکل و اندازه متفاوتی دارند، اما یکی از جدیدترین طراحی‌های لیزر توجه زیادی را به خود جلب کرده است، زیرا تنها از یک نانوسیم ساخته شده است. این لیزر تک‌نانوسیمی به‌دلیل اندازه کوچک و سادگی می‌تواند به‌عنوان منبع نوری پیوسته و نانومقیاس در کاربردهایی همچون ارتباطات اُپتیکی، حسگری و پردازش سیگنال مورد استفاده قرار بگیرد.
گروهی از محققان دانشگاه Zhejiang در Hangzhou (چین) و دانشگاه Peking در پکن نتایج تحقیقات جدید خود در زمینه لیزر تک‌نانوسیمی را در شماره اخیر مجله Nano Letters منتشر کرده‌اند. با وجودی که این اولین لیزر تک نانوسیمی نیست، اما مزایایی نسبت به لیزرهای تک‌نانوسیمی دیگر دارد، زیرا به شکل تک‌حالته و کنترل‌پذیر کار می‌کند.
لیمینگ تونگ، یکی از اعضای این گروه پژوهشی می‌گوید: «بیشتر لیزرهای تک‌نانوسیمی که تاکنون ساخته شده‌اند، به‌صورت چندحالته کار می‌کنند. اما لیزری که ما ساخته‌ایم، تک‌حالته است که برای کاربردهای عملی مطلوب است».
طول موج این لیزر حدود ۷۳۸ نانومتر است (حد بالایی طیف مرئی). قطر نانوسیم مورد استفاده در ساخت این لیزر ۲۰۰ نانومتر و طول آن بین ۵۰ تا ۷۵ میکرومتر می‌باشد. این محققان نانوسیم‌ها را با استفاده از روبشگرهای الیافی به اشکال مختلفی خم کرده و کارکرد آنها را زیر میکروسکوپ مطالعه نمودند. به‌عنوان مثال این نانوسیم را به شکلی خم کردند که دارای دو حلقه در دو انتهای خود باشند.
برای این که این ساختار به‌عنوان یک لیزر تک‌حالته کار کند، نانوسیم حلقه‌دار را با استفاده از یک لیزر پالسی تحریک کردند. تابش لیزر از این نانوساختارها به شکل دو نقطه نورانی در دو انتهای نانوسیم قابل مشاهده است.
این محققان دریافتند که حلقه‌های دو طرف این نانوسیم به‌عنوان آینه‌های حلقوی عمل می‌کنند. بدین‌ترتیب نه تنها امکان انتخاب حالت لیزر از طریق کوپل شدن این حفره‌ها ایجاد می‌شود، بلکه این امر انعکاس‌پذیری نانوسیم را افزایش داده و حد آستانه تولید لیزر را کاهش می‌دهد. انعکاس‌پذیری بالا به‌همراه حد آستانه پایین یک حفره لیزری با کیفیت بالا در نانوسیم ایجاد می‌کند.
به‌علاوه، با تغییر اندازه حلقه‌ها می‌توان طول موج لیزر تولید شده را تنظیم کرد. محققان با استفاده از روبشگرهای الیافی می‌توانند به‌راحتی اندازه حلقه‌ها را تغییر دهند. آنها دریافتند که کاهش اندازه یکی از حلقه‌ها طول موج لیزر نشر شده را به‌دلیل کاهش مسیر اُپتیکی حفره لیزری تغییر می‌دهد.
این محققان امیدوارند این لیزر جدید بتواند فرصت‌های جدیدی در زمینه استفاده عملی از لیزرهای تک‌نانوسیمی ایجاد کند.
