वैज्ञानिकों ने पहली बार एक अखंड आरजीबी लेजर डिजाइन किया

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एक नैनोसेस्ट्रेट अमेरिकी वैज्ञानिकों को पहली बार बढ़ते हुए एक अखंड आरजीबी लेजर बनाने में कामयाब रहे । प्रकाश उत्सर्जक तत्व समान नैनोस्केल सब्सट्रेट पर स्थित हैं, और उत्सर्जित बीम का रंग स्वतंत्र रूप से एक विस्तृत श्रृंखला में समायोजित किया जा सकता है, जिसमें एक सफेद बीम की प्राप्ति भी शामिल है।

एक लेज़र (लेजर, विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन, "प्रकाश को सुसंगत मोनोक्रोमैटिक (यानी एकल-रंग) विकिरण में परिवर्तित करता है। आइंस्टीन ने 1916 में उत्तेजित उत्सर्जन प्रभाव के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, और कृत्रिम रूबी क्रिस्टल पर आधारित पहला लेजर 1960 में बनाया गया था।

लेजर बीम की एक विशिष्ट विशेषता एक निरंतर तरंग दैर्ध्य (या लंबाई का एक असतत सेट), या एक विशिष्ट रंग है। सफेद के रूप में हमारी आंख क्या मानती है, अलग-अलग तरंग दैर्ध्य वाले विकिरण का एक सेट है जिसमें समान शक्ति होती है, इसलिए सफेद लेजर का उत्पादन करना असंभव है।

लेकिन आप कई लेज़रों के विकिरण को विभिन्न तरंग दैर्ध्य के साथ जोड़ सकते हैं। यदि, उदाहरण के लिए, हम तीन प्राथमिक रंगों (लाल, हरा, नीला - RGB) के लेज़रों को मिलाते हैं, तो हमें एक सफ़ेद रंग मिलता है। कई बीमों के संयोजन और अलग-अलग रंगों को देने वाली लेजर प्रणालियां मानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, यहां तक ​​कि लेजर शो कार्यक्रम भी शामिल हैं। लेकिन ऐसे उपकरणों को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में इस्तेमाल करने के लिए पर्याप्त छोटा नहीं बनाया जा सकता है।



एक बार लोकप्रिय होने के बाद, और अब धीरे-धीरे आउटगोइंग ऑप्टिकल ड्राइव, विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाले लेजर का उपयोग विभिन्न प्रकार की ड्राइव - सीडी, डीवीडी, ब्लू-रे के साथ काम करने के लिए किया जाता है। इसलिए, यूनिवर्सल ड्राइव में कई लेज़रों का उपयोग किया जाता है। यह सच है, 2003 में सोनी ने सीडी-आर / आरडब्ल्यू और डीवीडी डिस्क को जलाने के लिए उपयोग करने के लिए प्रयोगशाला में एक दोहरे बैंड अखंड लेजर का निर्माण किया, लेकिन यह उत्पादन तक नहीं पहुंचा।



अखंड लेज़रों के निर्माण ने इस तथ्य से जुड़ी विशेष कठिनाइयों का सामना किया कि अर्धचालक को एक संरचना में बहुत अलग विशेषताओं के साथ जोड़ना आवश्यक था। क्रिस्टल जालीदार स्थिरांक द्वारा प्रतिष्ठित हैं- क्रिस्टलीय कोशिकाओं का आकार। लेजर द्वारा उत्सर्जित विकिरण की तरंग दैर्ध्य इन स्थिरांक पर निर्भर करती है। लेकिन पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके बहुत अलग-अलग स्थिरांक के साथ मिलकर क्रिस्टल विकसित करना संभव नहीं था।

लेकिन एरिज़ोना के वैज्ञानिक तीन खंडों से मिलकर एक अर्धचालक संरचना बनाने में कामयाब रहे, जिनमें से प्रत्येक अपनी सीमा में तरंगों का उत्सर्जन करता है। इसमें जस्ता, कैडमियम, सल्फर और सेलेनियम शामिल हैं, जो खंडों में विभाजित हैं। जब सब्सट्रेट उत्तेजित होता है, कैडमियम और सेलेनियम एक साथ लाल विकिरण, कैडमियम और सल्फर - हरे, और जस्ता और सल्फर - नीला का उत्सर्जन करते हैं। यह उपलब्धि नैनो टेक्नोलॉजी से संबंधित दस वर्षों से अधिक के शोध के कारण संभव हुई है। क्रिस्टल विकास के लिए, "डबल आयन एक्सचेंज" विधि का उपयोग किया गया था।

वैज्ञानिकों के अनुसार, लेजर एलईडी की तुलना में अधिक कुशल प्रकाश स्रोत हैं, और अधिक रंगों को एक लेजर के साथ प्रेषित किया जा सकता है। प्रोफेसर कुन-झेन निंग के अनुसार, जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व किया, उनके आंकड़ों के अनुसार, एक अखंड लेजर एलईडी डिस्प्ले के लिए वर्तमान मानक द्वारा प्रदान किए जाने की तुलना में 70% अधिक रंगों को पुन: पेश करने में सक्षम है।

प्रकाश और डिस्प्ले के अलावा, लेजर का उपयोग सबसे कुशल Li-Fi डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम को विकसित करने के लिए किया जा सकता है। यह प्रणाली दृष्टि के भीतर प्रकाश दालों के माध्यम से डेटा संचारित करने के लिए कमरे की प्रकाश व्यवस्था का उपयोग करती है। एलईडी पर आधारित ऐसी प्रणाली, जो वर्तमान में विकास के अधीन है, को ट्रांसमिशन गति प्रदान करनी चाहिए जो वर्तमान वाई-फाई क्षमताओं की तुलना में अधिक परिमाण का एक आदेश है। वहीं, शोधकर्ता के अनुसार, लेजर ली-फाई एलईडी-आधारित की तुलना में तीव्रता के एक या दो आदेश हो सकते हैं।

Source: https://habr.com/ru/post/hi382297/