یک لیزر میکروکاواک نقطه کوانتومی (QD) با آستانه لیزری زیر میکرووات می‌تواند گپ را باریک کرده، یک لیزر تک‌حالته تولید کند. دانشمندان آمریکایی یک لیزر کم‌گسیلنده (دارای تعداد کمی گسیلنده) ساخته‌اند که دارای آستانه پایینی است و توان ورودی بسیار کمی نیاز دارد و تقریباً به‌طور آنی شروع به‌انتشار لیزر می‌کند. آنها ادعا می‌کنند که چنین لیزر کم‌توانی می‌تواند کاربردهایی در ارتباطات روی- تراشه و بیرون – تراشه و همچنین محاسبات اپتیکی داشته باشد.
پایین آوردن آستانه لیزری با استفاده از تک نقطه کوانتومی
یک لیز میکروکاواک نقطه کوانتومی (QD) با آستانه لیزری زیر میکرووات می‌تواند گپ را
باریک کرده، یک لیزر تک‌حالته تولید کند. دانشمندان آمریکایی یک لیزر کم‌گسیلنده (دارای
تعداد کمی گسیلنده) ساخته‌اند که دارای آستانه پایینی است و توان ورودی بسیار کمی
نیاز دارد و تقریباً به‌طور آنی شروع به‌انتشار لیزر می‌کند. آنها ادعا می‌کنند که
چنین لیزر کم‌توانی می‌تواند کاربردهایی در ارتباطات روی- تراشه و بیرون – تراشه و
همچنین محاسبات اپتیکی داشته باشد.
لیزرهای میکرودیسک نقطه کوانتومی که به‌وسیله
محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) و دانشگاه‌های استانفورود و نورث وسترن
توسعه یافته‌اند، آستانه ۵۰۰ نانووات و طول موج ۹۰۵ نانومتر دارد. این لیزرها با هم‌راستا
کردن حالت یک تک نقطه کوانتومی با یک مد کاواک پرکیفیت، آستانه لیزری را کاهش می‌دهند.
گلن سولومون، یکی از این محققان، گفت: «اهمیت کلیدی آن است که ما برای اولین بار می‌توانیم
اثر حالت یک تک نقطه کوانتومی را روی ویژگی‌های کاری یک لیزر ببینیم».
این گروه میکرودیسک‌ها را با استفاده از باریکه‌های همبافته مولکولی ساخت. هر وسیله
شامل یک لایه از نقاط کوانتومی آرسنید ایندیوم است که بین لایه‌های زیادی از آرسنید
گالیوم قرار گرفته‌است. نتیجه نهایی، یک دیسک به‌قطر ۸/۱ میکرومتر است که دارای
چگالی ۲۵۰QD/µm است و ضریب کیفیت آن قبل از اینکه سیستم لیزر تولید کند، از ۱۵هزار
بالاتر است.
با استفاده از پمپ اپتیکی به‌وسیله لیزر تیتانیوم، یاقوت سرخ که دارای طول موج ۷۸۰
نانومتراست، میکرو دیسک در دماهای بین شش و ۵۵ درجه کلوین تولید لیزری می‌کند که
ناحیه کوک‌پذیری آن ۵/۱ نانومتر است. این گروه به‌خاطر کیفیت بالای میکرودیسک‌هایش
تصمیم گرفت که نقاط کوانتومی را به‌جای میکروپایه‌ها و یا بلورهای فوتونیکی دو‌بعدی،
به‌یک میکرو دیسک وصل کند.
سولومون گفت: «ما می‌دانیم که کار کردن با این میکرودیسک‌ها ساده‌است وکیفیت
مدکاواک نسبت به‌اختلاف روش فراوری بسیار حساس است. مشکل اساسی‌ای که ما باید برطرف
کنیم، ساخت یک کاواک میکرودیسک با کیفیت بسیار بالاست که به‌اندازه کافی کوچک باشد،
تا تعداد نقاط کوانتومی برهم‌کنش‌کننده را محدود کند».
این گروه قصد دارد کار خود را به‌سمت ساخت لیزر تک‌گسیلنده ادامه دهد. جفت کردن
کیفیت کاواک با نقطه کوانتومی چالشی است که سولومون و همکارانش با آن مواجه‌اند.
سولومون چنین خاتمه داد: «ما نمی‌توانیم مکان نقطه کوانتومی را روی سطح از پیش
تعیین کنیم، مگر اینکه کیفیت کاواک را از دست بدهیم. بنابراین ما باید هم دنبال
کاواک‌های خوب و هم دنبال هم‌راستایی خوب بین نقطه کوانتومی و کاواک، باشیم».
این محققان نتیجه کار خود را در مجله Physical Review Letters گزارش کرده‌اند.
