美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局和Stanford及Northwestern大學(xué)的科學(xué)家最近發(fā)明了一種微米大小的固體激光器,這種裝置的性能中,量子點(diǎn)起到了決定性作用。它能在低于微瓦的能量條件下接通。這些高效的光學(xué)設(shè)備將來(lái)能制造出低能激光,它能用于電信、光學(xué)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。結(jié)果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(PRL)上。 EL6<%~,V"I
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傳統(tǒng)激光器有數(shù)量很多的發(fā)射器,它們限制在一個(gè)光學(xué)腔內(nèi)。光在腔內(nèi)來(lái)回反射放大,最終形成激光。在大約10年前,科學(xué)家發(fā)明了第一個(gè)量子點(diǎn)激光器。 u~!Pzz3"
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量子點(diǎn)是晶體結(jié)構(gòu)中的納米級(jí)別區(qū)域,它們能捕獲在半導(dǎo)體中傳導(dǎo)電流的電子及空穴。當(dāng)捕獲的電子和空穴重新配對(duì)后,特定頻率的光就被發(fā)射出來(lái)。量子點(diǎn)激光器的優(yōu)勢(shì)不僅在于它們的體積很小,更在于它們能在極低的能量下運(yùn)作。 aNgJm~K0P
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在最近的實(shí)驗(yàn)中,NIST小組通過(guò)在砷化鎵上鋪上一層砷化銦得到了新型激光。原子格之間的不匹配形成了量子點(diǎn)。這些材料被做成一定大小的盤(pán),使得900納米的紅外光能沿著盤(pán)邊緣旋轉(zhuǎn)。整個(gè)區(qū)域含有約60個(gè)量子點(diǎn),這能作為激光使用。通過(guò)利用非共振頻率的光就可以激發(fā)出光。但是量子點(diǎn)之間彼此并不相同,每個(gè)量子點(diǎn)之間的細(xì)微差別意味著它們的發(fā)射頻率也有所不同,而且溫度也會(huì)有一定影響?茖W(xué)家表示,任意時(shí)刻,最多有一個(gè)量子點(diǎn)——通常沒(méi)有——的特征頻率和光學(xué)共振頻率相匹配。