(PhysOrg.com) -- Även om lasrar finns i alla former och storlekar, en av de senaste laserdesignerna är särskilt spännande, eftersom den är gjord av bara en enda nanotråd. På grund av sin lilla storlek och enkelhet, en nanotrådslaser kan användas som en koherent ljuskälla i nanoskala för applikationer inom optisk kommunikation, avkänning, och signalbehandling.

Teamet av forskare, Yao Xiao, et al., från Zhejiang University i Hangzhou, Kina, och Peking University i Peking, har publicerat sin studie om en ny singelnanowire-laser i ett färskt nummer av Nanobokstäver . Även om det inte är den första lasern gjord av bara en nanotråd, den erbjuder vissa fördelar eftersom den fungerar i ett kontrollerbart enkelläge.

"Tidigare, singelnanotrådslasrar används oftast i flera lägen, ” berättade medförfattaren Limin Tong från Zhejiang University PhysOrg.com . "Single-nanowire-lasern som rapporteras i vårt arbete är single-mode, som är mycket önskvärd för praktiska tillämpningar.”

Här, laserns emission har en våglängd på cirka 738 nm (den övre änden av det synliga spektrumet). Nanotråden som används för att tillverka lasern har en diameter på 200 nm, och en längd på mellan 50 och 75 µm. Forskarna experimenterade med att böja nanotrådar på olika sätt genom att titta i mikroskop och vika nanotråden med fibersonder. Till exempel, de vek nanotrådar så att de hade öglor i båda ändar, en slinga i ena änden, och inga slingor.

För att få nanotråden att fungera som en enlägeslaser, forskarna exciterade den loopade nanotråden med en pulsad laser. Som de förklarade, när tur och retur ökar, som stöds av feedback som reflektion, kan kompensera förluster tur och retur, lasring inträffar. Forskarna observerade lasering i de enskilda nanotrådarna som två ljusa fläckar av ljus i båda ändarna av nanotråden. De fann att, för nanotrådarna som veks till öglor, öglorna fungerade som öglespeglar, som inte bara erbjuder de nanotrådkopplade kaviteterna för lägesval, men ökar också nanotrådens reflektionsförmåga och minskar lasringströskeln. Tillsammans, den höga reflektionsförmågan och låga tröskeln skapar ett högkvalitativt lasrhål i nanotråden.

Dessutom, Genom att ändra storleken på slingorna kan forskarna ställa in laserns våglängd. Med hjälp av fibersonderna, forskarna kunde enkelt ändra storleken på slingorna. De fann att en minskning av storleken på en av slingorna ändrar våglängden på grund av minskningen av den optiska vägen för lasrhåligheten.

Forskarna hoppas att lasern med en nanotråd, med sina fördelar av hög lägeskvalitet och låg lasringströskel, skulle kunna möjliggöra nya möjligheter för praktiska tillämpningar av nanotrådslasrar. Dessutom, studien kan ge en ny designteknik för tillverkning av lågtröskelvärden, singelmodslasrar som använder andra typer av nanostrukturer.

"Som en sammanhängande optisk källa, denna typ av nanotrådslaser har inte bara ett miniatyriserat fotavtryck (som många andra nanotrådslasrar), men erbjuder också singellägeslaserutgång (svårt att realisera i de flesta andra nanotrådslasrar men mycket önskvärt för praktiska tillämpningar), sa Tong. "Därför, den här typen av laser kan erbjuda stor potential i applikationer som integrerade optoelektroniska kretsar i nanoskala för optisk databehandling och optisk avkänning.”

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.