納米激光器是怎么樣來(lái)分類(lèi)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(xiàn)，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(xiàn)。將硫化鎘納米線(xiàn)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(xiàn)，納米線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)發(fā)出藍(lán)色到紫外的光，磷化銦納米線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)末端開(kāi)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(xiàn)到紅外線(xiàn)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(xiàn)，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(xiàn)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(méi)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(lèi)裝置可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)開(kāi)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(kāi)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(xiàn)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(kāi)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(pán)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。