پژوهشگران آمریکایی دریافتند که گرافن دارای خواص نوری غیرخطی است. به این معنا که پرتوهای خروجی شدت بیشتری نسبت به پرتوهای ورودی به این ماده دارند. از این ویژگی می‌توان برای ساخت ادوات مخابراتی و لیزر استفاده کرد.
کشف ویژگی جدیدی در گرافن
گرافن ماده از جنس کربن با چیدمانی لانه زنبوری است که از سال ۲۰۰۴ پس از کشف آن، مشخص شد که دارای خواص قابل توجهی است. یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه ایالتی اوهایو و آزمایشگاه انرژی آمز به رهبری جیگانگ وانگ نشان دادند که گرافن دارای ویژگی‌هایی است که از آن می‌توان برای تولید ادوات مخابرات بسیار سریع و لیزرها استفاده کرد. وانگ استادیار دانشگاه ایالتی اوهایو است که در آزمایشگاه انرژی آمز نیز مشغول به‌کار است.
تیم تحقیقاتی وانگ لیزر پالسی بسیار کوتاه را به گرافن تابیدند، نتیجه کار نشان داد که یک حالت برانگیخته در گرافن وجود دارد که الکترون‌ها در آن مستقر هستند. در حالت معمولی، بیشتر الکترون‌ها در ترازهای کم انرژی مستقر بوده و تعداد اندکی در ترازهای بالاتر هستند. در حالت جمعیت معکوس، بیشتر الکترون‌ها به جای تراز کم انرژی در تراز پرانرژی استقرار دارند. چنین پدیده‌ای در طبیعت بسیار کم دیده می‌شود به‌طوری که می‌توان گفت که یک پدیده غیرمعمول است. در گرافن این حالت در اثر تابش نور مرئی یا مادون قرمز ایجاد می‌شود که به آن دریافت نوری گفته می‌شود به بیان ساده‌تر دریافت نوری زمانی بوجود می‌آید که انرژی نور ورودی کمتر از نور خارج شده از ماده باشد. این کشف وانگ می‌تواند درهایی به‌سوی آمپلی‌فایرهای کاراتر در صنعت مخابرات و ادوات نوری-الکتریکی بسیار سریع باز کند.
وانگ می‌گوید این یک کشف فوق العاده است، با این یافته می‌توان از گرافن به‌عنوان محیطی برای تقویت نور استفاده کرد. همچنین می‌توان آمپلی‌فایرهای نوری و تلفیق کننده‌های بسیار سریع برای سیستم‌های مخابراتی تولید کرد. حتی می‌توان لیزرهای مبتنی بر گرافن ساخت.
وانگ معتقد است که شکافی میان دو دسته از دانشمندان که روی خواص الکترونیکی و نوری گرافن کار می‌کنند وجود دارد. این پروژه می‌توان پلی باشد برای پوشاندن این شکاف که این کار با ارائه خواص نوری غیرخطی گرافن و درک حالت الکترونیکی غیرتعادلی آن، انجام می‌شود. خواص نوری خطی زمانی وجود دارد که سیگنال ورودی و خروجی با هم یکی باشد اما در سیستم‌های غیرخطی، این تعادل به‌هم می‌خورد.
در این تحقیق نشان داده شد که گرافن پرتوهای روشن‌تری، نسبت به پرتوهای ورودی، می‌تواند تولید کند اما پژوهشگران این پروژه معتقدند که برای استفاده از گرافن در لیزرها و سیستم‌های مخابراتی هنوز به مطالعات بیشتری نیاز است. نتایج این تحقیق در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
