لیزر کلوئیدی (Colloidal Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر کلوئیدی (Colloidal Laser) :
Colloidal Laser نوعی لیزر است که در آن محیط فعال از نانوبلورهای نیمه هادی کلوئیدی (Colloidal Semiconductor Nanocrystals) که به نقاط کوانتومی کلوئیدی نیز معروف هستند، تشکیل شده است. این نانوبلورها در یک حلال (مایع) پراکنده می شوند یا در یک ماتریس جامد (مانند پلیمر) تثبیت می گردند. نقاط کوانتومی کلوئیدی خواص نوری فوق العاده ای دارند: گاف انرژی قابل تنظیم با اندازه (که باعث تنظیم طول موج گسیل در محدوده وسیع می شود)، بازده کوانتومی بالا، و پایداری نوری خوب. آنها با روش های شیمیایی (مانند تزریق داغ) سنتز می شوند و هزینه پایینی دارند.
مکانیزم: نقاط کوانتومی کلوئیدی با نور پمپ (معمولا لیزر فرابنفش یا آبی) برانگیخته می شوند. به دلیل محصورشدگی کوانتومی، سطوح انرژی گسسته دارند و با بازترکیب الکترون-حفره (اکسیتون) نور گسیل می کنند. اگر چگالی نقاط و شدت پمپ کافی باشد، گسیل القایی رخ می دهد. برای ساخت لیزر، نقاط کوانتومی را می توان در داخل یک حفره نوری (مانند میکروکاویتی یا موجبر) قرار داد. چالش اصلی دستیابی به وارونی جمعیت در نقاط کوانتومی کلوئیدی است، زیرا گسیل شبیه یک سیستم سه ترازی است و بازترکیب اوژه (Auger) می تواند بهره را محدود کند.
پیشرفت ها: با استفاده از نقاط کوانتومی با پوسته های ضخیم (giant-shell quantum dots) یا آلیاژها، می توان اثرات اوژه را کاهش داد. در سال های اخیر، لیزرهای کلوئیدی با پمپ نوری در محدوده مرئی تا مادون قرمز نزدیک با آستانه پایین ساخته شده اند. دستیابی به لیزر با پمپ الکتریکی (تزریق جریان) هنوز یک چالش بزرگ است.
کاربردهای بالقوه: منابع نور کم هزینه و قابل تنظیم برای نمایشگرها، حسگرها، و اپتیک یکپارچه. همچنین در زیست شناسی و پزشکی به عنوان برچسب های فلورسنت با قابلیت تنظیم طول موج کاربرد دارند. لیزرهای کلوئیدی هنوز در مرحله تحقیقاتی هستند و به تولید تجاری نرسیده اند.
