لیزر مبتنی بر نانولوله کربنی (Carbon Nanotube Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر مبتنی بر نانولوله کربنی (Carbon Nanotube Laser) :
Carbon Nanotube Laser به لیزرهایی اطلاق می شود که در آنها از نانولوله های کربنی (Carbon Nanotubes - CNTs) به عنوان محیط فعال یا به عنوان جاذب اشباع پذیر استفاده می شود. نانولوله های کربنی، ساختارهای استوانه ای از اتم های کربن با خواص الکترونیکی و نوری منحصربه فرد هستند. آنها می توانند بسته به ساختار (کایرالیتی) فلزی یا نیمه هادی باشند. نانولوله های کربنی نیمه هادی دارای گاف انرژی مستقیم هستند و می توانند نور گسیل کنند. همچنین دارای پاسخ غیرخطی فوق سریع و پایداری بالایی هستند که آنها را برای استفاده به عنوان جاذب اشباع پذیر در لیزرهای قفل مدی و Q-switched بسیار مناسب می کند.
مکانیزم به عنوان جاذب اشباع پذیر: نانولوله های کربنی به دلیل ساختار نواری یک بعدی خود، دارای جذب نوری وابسته به قطبش و اشباع پذیری سریع هستند. وقتی شدت نور به اندازه کافی بالا باشد، ترازهای انرژی اشباع شده و جذب کاهش می یابد. این خاصیت برای مدولاسیون تلفات در حفره لیزر استفاده می شود و می تواند پالس های فوق کوتاه (فمتوثانیه تا پیکوثانیه) تولید کند. مزیت نانولوله ها نسبت به جاذب های نیمه هادی معمولی (SESAM) پهنای باند وسیع تر، زمان پاسخ سریع تر، و امکان کار در محدوده طول موجی وسیع تر (از مرئی تا مادون قرمز میانی) است.
تحقیقات برای ساخت لیزرهایی که خود نانولوله ها محیط فعال آنها باشند نیز در حال انجام است. با قرار دادن نانولوله های کربنی در یک میکروکاویتی یا موجبر و پمپاژ نوری آنها، می توان به گسیل القایی دست یافت. این کار به دلیل چالش هایی مانند بازده کوانتومی محدود و جذب نور پمپ توسط نانولوله های فلزی دشوار است.
کاربردهای عملی: جاذب های اشباع پذیر مبتنی بر نانولوله کربنی در لیزرهای فیبری قفل مدی تجاری شده اند و برای تولید پالس های فوق کوتاه با پایداری بالا و هزینه کم استفاده می شوند. آنها همچنین در تحقیقات علمی برای تولید پالس های کوتاه در طول موج های مختلف به کار می روند.
