قام العلماء أولاً بتصميم ليزر RGB متجانسة

استطاع

علماء أمريكيون من جامعة أريزونا من زراعة نانو أنبوبي لأول مرة إنشاء ليزر RGB متجانسة. توجد العناصر التي ينبعث منها الضوء على نفس الركيزة النانومترية ، ويمكن تعديل لون الحزمة المنبعثة بحرية في نطاق واسع ، بما في ذلك استقبال شعاع أبيض.

يعمل الليزر (الليزر ، تضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفز ، على تحويل الضوء إلى إشعاع أحادي اللون متماسك (أي أحادي اللون). تنبأ أينشتاين بوجود تأثير انبعاث محفز في عام 1916 ، وتم تصنيع أول ليزر يعتمد على بلورة ياقوت اصطناعية في عام 1960.

السمة المميزة لحزمة الليزر هي الطول الموجي الثابت (أو مجموعة منفصلة من الأطوال) ، أو لون واحد محدد. ما تدركه أعيننا على أنه أبيض هو مجموعة إشعاعية لا لون لها أطوال موجية مختلفة لها قوة متساوية ، لذلك من المستحيل إنتاج ليزر أبيض.

ولكن يمكنك الجمع بين إشعاع عدة ليزر بأطوال موجية مختلفة. إذا قمنا ، على سبيل المثال ، بدمج ليزر من ثلاثة ألوان أساسية (أحمر ، أخضر ، أزرق - RGB) ، نحصل على لون أبيض. يتم استخدام أنظمة الليزر التي تجمع بين العديد من الحزم وإعطاء ألوان مختلفة على نطاق واسع في مختلف مجالات النشاط البشري ، بما في ذلك برامج عروض الليزر. لكن هذه الأجهزة لا يمكن أن تكون صغيرة بما يكفي لاستخدامها في الإلكترونيات الدقيقة.



في محركات الأقراص الضوئية التي كانت ذات شعبية كبيرة ، والتي أصبحت الآن صادرة تدريجيًا ، يتم استخدام أشعة الليزر ذات أطوال موجية مختلفة للعمل مع أنواع مختلفة من محركات الأقراص - CD و DVD و Blu-Ray. لذلك ، في محركات الأقراص العالمية ، استخدم عدة ليزر. صحيح ، قامت شركة Sony في عام 2003 بتصنيع ليزر مترابط مزدوج النطاق في المختبر لاستخدامه على حد سواء لتسجيل أقراص CD-R / RW و DVD ، لكنها لم تصل إلى الإنتاج.



واجه إنشاء أشعة الليزر المتجانسة صعوبات خاصة مرتبطة بحقيقة أنه من الضروري الجمع بين أشباه الموصلات ذات الخصائص المختلفة جدًا في بنية واحدة. تتميز البلورات بثوابت شعرية- حجم الخلايا البلورية. يعتمد الطول الموجي للإشعاع المنبعث من الليزر على هذه الثوابت. لكن زراعة البلورات معًا مع ثوابت مختلفة جدًا باستخدام الطرق التقليدية لم يكن ممكنًا.

لكن العلماء من ولاية أريزونا تمكنوا من إنشاء بنية أشباه الموصلات تتكون من ثلاثة أجزاء ، كل منها ينبعث منها موجات في نطاقها الخاص. يتكون من الزنك والكادميوم والكبريت والسيلينيوم ، مقسمة إلى شرائح. عندما تكون الركيزة متحمسة ، ينبعث الكادميوم والسيلينيوم معًا من الإشعاع الأحمر والكادميوم والكبريت - الأخضر والزنك والكبريت - الأزرق. وقد تحقق هذا الإنجاز بفضل أكثر من عشر سنوات من الأبحاث المتعلقة بتقنية النانو. للنمو البلوري ، تم استخدام طريقة "التبادل الأيوني المزدوج".

وفقًا للعلماء ، تعد أشعة الليزر مصدر إضاءة أكثر كفاءة من مصابيح LED ، ويمكن نقل المزيد من الألوان باستخدام الليزر. وفقًا للأستاذ Kun-Zhen Ning ، الذي قاد الدراسة ، وفقًا لبياناتهم ، فإن الليزر المتآلف قادر على إعادة إنتاج 70٪ من الألوان أكثر من المعيار الحالي لشاشات LED.

بالإضافة إلى الإضاءة والشاشات ، يمكن استخدام الليزر لتطوير نظام نقل البيانات الأكثر فعالية Li-Fi. يستخدم هذا النظام إضاءة الغرفة لإرسال البيانات من خلال نبضات ضوئية ضمن خط الرؤية. مثل هذا النظام الذي يعتمد على مصابيح LED ، والتي يتم تطويرها حاليًا ، يجب أن يوفر سرعات إرسال أعلى من قدرات Wi-Fi الحالية. في الوقت نفسه ، وفقًا للباحث ، يمكن أن يكون جهاز Li-Fi لليزر واحدًا أو اثنين من حيث الحجم أسرع من المستندة إلى LED.

Source: https://habr.com/ru/post/ar382297/