納米激光器是怎么樣來(lái)分類的
如果不用Nd：YAG激光器的四次諧波的激光做泵浦源，而改用電流來(lái)激活納米線，這樣的納米激光器豈不是更為理想嗎？據(jù)2003年《Nature》雜志報(bào)道，美國(guó)哈佛大學(xué)以CharlesLieber為首的科學(xué)家們成功地研制出不需外來(lái)激光泵浦的一種新型電驅(qū)動(dòng)的納米激光器，其是用外電流激勵(lì)泵浦的。這種外電流激勵(lì)泵浦的新型激光器實(shí)際上是以半導(dǎo)體硫化鎘為原料制成的納米線。將硫化鎘納米線安裝在涂有硅材料的基底上，制成一個(gè)回路。接通電源后，便可觀察到，在一定電壓下，電流通過(guò)硅材料流向硫化鎘納米線，納米線的另一端隨即發(fā)出藍(lán)綠色的光。隨著電流強(qiáng)度增大，光的顏色變得單一，波長(zhǎng)也相當(dāng)短。在這種情況下硫化鎘納米線所發(fā)出的光便是激光。在隨后的實(shí)驗(yàn)中，他們使用了不同的半導(dǎo)體材料，由此制成的激光器發(fā)出的激光顏色也各不相同，氮化鎵納米線發(fā)出藍(lán)色到紫外的光，磷化銦納米線發(fā)出紅外光。CharlesLieber等人的研究小組用涂覆在硅基片上硫化鎘納米線而研制成功的納米激光器，其中電接觸是通過(guò)涂覆硫化鎘納米線表面的金屬導(dǎo)體層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在加上一定電壓時(shí)會(huì)有電流通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，而硫化鎘納米線末端開始發(fā)出波長(zhǎng)約為490微米的藍(lán)綠色激光。當(dāng)電流達(dá)到一定值，發(fā)出的激光會(huì)變成幾乎是單色光，單色光是感應(yīng)式激光的可靠特征。其他的半導(dǎo)體材料，例如氮化鎵和磷化銦，能產(chǎn)生更寬波段的激光，實(shí)際上這樣構(gòu)成的納米激光器所發(fā)出的激光可覆蓋從紫外線到紅外線整個(gè)波段。

納米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少數(shù)幾個(gè)狀態(tài)上，而低音廊效應(yīng)則使光子受到約束，直到所產(chǎn)生的光波累積起足夠多的能量后透過(guò)此結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是激光器達(dá)到極高的工作效率，而能量閾則很低。

納米激光器實(shí)際上是一根彎曲成極薄的面包圈的形狀的光子導(dǎo)線，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米激光器的大小和形狀能夠有效控制它發(fā)射出的光子的量子行為，從而影響激光器的工作。

研究還發(fā)現(xiàn)，納米激光器工作時(shí)只需約100微安的電流。最近納米激光器的研究人員把這種光子導(dǎo)線縮小到只有五分之一立方微米體積內(nèi)。在這一尺度上，此結(jié)構(gòu)的光子狀態(tài)數(shù)少于10個(gè)，接近了無(wú)能量運(yùn)行所要求的條件，但是光子的數(shù)目還沒有減少到這樣的極限上。最近，麻省理工學(xué)院的研究人員把被激發(fā)的鋇原子一個(gè)一個(gè)地送入激光器中，每個(gè)原子發(fā)射一個(gè)有用的光子除了能提高效率以外，無(wú)能量閾納米激光器的運(yùn)行還可以得出速度極快的激光器。由于只需要極少的能量就可以發(fā)射激光，這類裝置可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)開關(guān)。已經(jīng)有一些激光器能夠以快于每秒鐘200億次的速度開關(guān)，適合用于光纖通信。由于納米技術(shù)的迅速發(fā)展，這種無(wú)能量閾納米激光器的實(shí)現(xiàn)將指日可待。

納米線的化學(xué)彈性和其一維性使它們成為理想的超小型的激光光源，這種超小型的納米激光器在一系列領(lǐng)域中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。在化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程中例如生物傳感器、顯微術(shù)和激光外科以及也有可能把納米激光器用于鑒別化學(xué)物質(zhì)。同時(shí)納米激光器在光計(jì)算，信息存儲(chǔ)和納米分析等領(lǐng)域也會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。納米激光器可以用于電路，可以自動(dòng)地調(diào)控開關(guān)。若把激光器集成安裝到芯片上便可提高計(jì)算機(jī)磁盤信息存儲(chǔ)量以及未來(lái)的光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量，加速信息技術(shù)的集成化發(fā)展。