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पराबैंगनीकिरणदुनिया के ऑप्टिकल संचार नेटवर्क को रोशन करने के लिए उपयोग किया जाता है जो आमतौर पर एर्बियम-डोप्ड फाइबर या III-V अर्धचालक से बने होते हैं, क्योंकि ये
पराबैंगनीकिरणअवरक्त तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित कर सकता है जिसे ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रसारित किया जा सकता है। हालाँकि, साथ ही, इस सामग्री को पारंपरिक सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकृत करना आसान नहीं है।
एक नए अध्ययन में, स्पेन के वैज्ञानिकों ने कहा कि भविष्य में उन्हें इन्फ्रारेड लेजर का उत्पादन करने की उम्मीद है जिसे ऑप्टिकल फाइबर के साथ लेपित किया जा सकता है या सीएमओएस विनिर्माण प्रक्रिया के हिस्से के रूप में सीधे सिलिकॉन पर जमा किया जा सकता है। उन्होंने प्रदर्शित किया है कि विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ऑप्टिकल कैविटी में एकीकृत कोलाइडल क्वांटम डॉट्स उत्पन्न हो सकते हैं
लेज़रकमरे के तापमान पर एक ऑप्टिकल संचार खिड़की के माध्यम से प्रकाश।
क्वांटम डॉट्स नैनो-स्केल अर्धचालक हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर वास्तविक परमाणुओं के समान होता है। वे आम तौर पर क्वांटम डॉट क्रिस्टल के रासायनिक अग्रदूतों वाले कोलाइड को गर्म करके निर्मित होते हैं, और उनमें फोटोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं जिन्हें उनके आकार और आकार को बदलकर समायोजित किया जा सकता है। अब तक, इन्हें फोटोवोल्टिक कोशिकाओं, प्रकाश उत्सर्जक डायोड और फोटॉन डिटेक्टरों सहित विभिन्न उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
2006 में, कनाडा में टोरंटो विश्वविद्यालय की एक टीम ने इन्फ्रारेड लेजर के लिए लेड सल्फाइड कोलाइडल क्वांटम डॉट्स के उपयोग का प्रदर्शन किया, लेकिन इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के ऑगर पुनर्संयोजन को थर्मल रूप से उत्तेजित करने से बचने के लिए इसे कम तापमान पर किया जाना चाहिए। पिछले साल, चीन के नानजिंग में शोधकर्ताओं ने सिल्वर सेलेनाइड से बने डॉट्स द्वारा निर्मित इन्फ्रारेड लेजर पर रिपोर्ट दी थी, लेकिन उनके रेज़ोनेटर काफी अव्यवहारिक थे और उन्हें समायोजित करना मुश्किल था।
नवीनतम शोध में, स्पेन में बार्सिलोना इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के गेरासिमोस कॉन्स्टेंटाटोस और उनके सहयोगियों ने कमरे के तापमान पर इन्फ्रारेड लेजर प्राप्त करने के लिए तथाकथित वितरित फीडबैक कैविटी पर भरोसा किया। यह विधि एक बहुत ही संकीर्ण तरंग दैर्ध्य बैंड को सीमित करने के लिए एक झंझरी का उपयोग करती है, जिसके परिणामस्वरूप एकल लेजर मोड होता है।
झंझरी बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने नीलमणि सब्सट्रेट पर पैटर्न खोदने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी का उपयोग किया। उन्होंने इसकी उच्च तापीय चालकता के कारण नीलम को चुना, जो ऑप्टिकल पंप द्वारा उत्पन्न अधिकांश गर्मी को दूर ले जा सकता है - यह गर्मी लेजर को पुनः संयोजित करने का कारण बनेगी और लेजर आउटपुट को अस्थिर कर देगी।
फिर, कॉन्स्टेंटाटोस और उनके सहयोगियों ने 850 नैनोमीटर से लेकर 920 नैनोमीटर तक की विभिन्न पिचों के साथ नौ झंझरी पर एक लेड सल्फाइड क्वांटम डॉट कोलाइड रखा। उन्होंने 5.4 एनएम, 5.7 एनएम और 6.0 एनएम के व्यास के साथ तीन अलग-अलग आकार के क्वांटम डॉट्स का भी उपयोग किया।
एक कमरे के तापमान परीक्षण में, टीम ने प्रदर्शित किया कि यह संचार सी-बैंड, एल-बैंड और यू-बैंड में 1553 एनएम से 1649 एनएम तक लेजर उत्पन्न कर सकता है, जो पूरी चौड़ाई, अधिकतम मूल्य का आधा, 0.9 से भी कम तक पहुंच सकता है। मुझेवी. उन्होंने यह भी पाया कि एन-डोप्ड लेड सल्फाइड के कारण, वे पंपिंग तीव्रता को लगभग 40% तक कम कर सकते हैं। कॉन्स्टेंटाटोस का मानना है कि यह कमी अधिक व्यावहारिक, कम-शक्ति वाले पंप लेज़रों के लिए मार्ग प्रशस्त करेगी, और यहां तक कि विद्युत पंपिंग के लिए भी मार्ग प्रशस्त कर सकती है।
संभावित अनुप्रयोगों के लिए, कॉन्स्टेंटाटोस ने कहा कि क्वांटम डॉट समाधान एकीकृत सर्किट के भीतर या उनके बीच सस्ते, कुशल और तेज़ संचार प्राप्त करने के लिए नए सीएमओएस एकीकृत लेजर स्रोत ला सकता है। उन्होंने कहा कि यह देखते हुए कि इन्फ्रारेड लेजर को मानव दृष्टि के लिए हानिरहित माना जाता है, यह लिडार में भी सुधार कर सकता है।
हालाँकि, लेज़रों को उपयोग में लाने से पहले, शोधकर्ताओं को निरंतर तरंग या लंबे पल्स पंप स्रोतों के साथ लेज़रों के उपयोग को प्रदर्शित करने के लिए अपनी सामग्रियों को अनुकूलित करना होगा। इसका कारण महंगे और भारी सब-पिकोसेकंड लेजर के इस्तेमाल से बचना है। कॉन्स्टेंटाटोस ने कहा: "नैनोसेकंड पल्स या निरंतर तरंगें हमें डायोड लेजर का उपयोग करने की अनुमति देंगी, जिससे यह अधिक व्यावहारिक सेटिंग बन जाएगी।"
