مهندسی اپتیک ولیزر

دستیابی به لیزر فشرده‌ با نانوذرات نقره

تهران-خبرگزاری ایسکانیوز: دانشمندی از دانشگاه کیوتو به کمک همکارانش در پی آن است که با استفاده از مواد بی‌منظم(disordered material)، لیزرهایی بسازد که درک ما را از فیزیک بهبود دهد.

به گزارش روز یکشنبه باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز" این کار با ساده‌سازی فرایند ساخت لیزر همراه خواهد بود.

در این مسیر آنها از طریق ادغام نانوذرات نقره با لایه‌های پلیمری بسیار شفاف، لیزری با بازده بالا ساخته‌اند.

کاتسوهیسا تاناکا گفت: در محیط‌های بی‌منظم، پراکندگی چندگانه و تداخل، قابلیت انتشار نور را کاهش می‌دهد و در خصوص پراکندگی فوق‌العاده قوی، پیش‌بینی می‌شود که همانند الکترون‌های موجود در شیشه‌ها، موضعی‌سازی فوتون یا موضعی‌سازی اندرسون رخ دهد. وی و گروهش به مطالعه بر روی نحوة استفاده از لایه‌های شفاف دارای نانوذرات نقره، مشغول هستند.

تاناکا توضیح داد: لیزرهای تصادفی، چشمه‌های لیزری هستند که در پی رخدادهای پراکندگی چند‌گانه و متفاوت در سیستم‌های غیر منظم و تصادفی ایجاد می‌شوند.

ما به چنین لیزرهایی علاقه‌مندیم، زیرا با وجود خروجی بالا، فرایند ساختشان به لحاظ فنی ساده است.

هم‌اکنون محققان بر روی لیزرهای تصادفی‌ای متمرکز شده‌اند که مبتنی بر دی‌الکتریک‌هایی با ضریب شکست بالا هستند و توجه کمی به محیط تصادفی تکثیری نانوساختاری فلزی معطوف گردیده‌است.

وی ‌افزود: در آینده از نانو‌ساختارهای فلزی می‌توان در ابزارهای لیزری استفاده کرد. تشدید پلاسمون سطحی نانو‌ساختارهای فلزی، کاربردهای بسیار زیادی دارند. پرسشی که ما در درازمدت در پی پاسخ به آن بوده‌ایم، این است که آیا می‌توان از طریق ادغام نانو‌ساختارهای فلزی و محیط‌های کاری لیزر به لیزرهایی با خروجی بالا دست پیدا کرد.

وی ادامه داد: ما دریافتیم که حضور نانوذرات نقره حتی در طول‌های پراکندگی بسیار ضعیف به خروجی‌ای با غلظت بالا منجر می‌شود.

به عقیدة ما پلاسمون سطحی نقشی مهم در عملکرد لیزر ایفا می‌کند.

این گروه برای ساخت نمونه نمایشی خود نانوذرات نقره را به لایه‌های پلیمری بسیار شفاف افزودند.

بنا به اظهارات تاناکا، نانوذرات نقره دو مزیت دارد: اولاً اینکه مدهای نوری جای‌گزیده در نزدیکی سطح نانوذرات نقره، منجر به ایجاد خروجی بالا برای لیزر می‌شود، دیگر اینکه خصوصیات پراکندگی، به شکل انعطاف‌پذیر، از طریق اندازه و شکل نانوذرات کنترل می‌شوند و در قیاس با نانوذرات دی‌الکتریکی، به شکل قابل توجهی در انتقال نور در سیستم‌های تصادفی سهیم هستند.

به گزارش ایسکانیوز به نقل از نانو، تاناکا پیش‌بینی می‌کند که چنین لیزری برای تکمیل دانش فیزیک بنیادی سودمند خواهد بود.

وی اظهار داشت که این سیستم احتمالاً کاربردهایی عملی‌؛ چون یک لیزر فشرده خواهد داشت.

تاناکا گفت: از آنجایی که چنین لیزرهایی بر خلاف لیزرهای معمولی فابری-پورت، نیازی به هم‌راستایی شدید بازتابنده‌ها برای تشکیل محفظه ندارند، فرایند ساخت آنها بسیار ساده‌تر است.

نتایج این تحقیق در نشریه Applied Physics Letters به چاپ رسیده‌است.

منبع