Os cientistas primeiro projetaram um laser RGB monolítico

Crescendo um nanossubstrato

Os cientistas americanos da Universidade do Arizona, pela primeira vez, conseguiram criar um laser RGB monolítico. Os elementos emissores de luz estão localizados no mesmo substrato em nanoescala e a cor do feixe emitido pode ser ajustada livremente em uma ampla faixa, incluindo o recebimento de um feixe branco.

Um laser (laser, amplificação de luz por emissão estimulada de radiação "" converte luz em radiação monocromática coerente (isto é, de cor única). Einstein previu a existência do efeito de emissão estimulada em 1916, e o primeiro laser baseado em cristal de rubi artificial foi produzido em 1960.

Uma característica distintiva do feixe de laser é um comprimento de onda constante (ou um conjunto discreto de comprimentos) ou uma cor específica. O que nosso olho percebe como branco é um conjunto acromático de radiação com diferentes comprimentos de onda que têm potência igual, por isso é impossível produzir um laser branco.

Mas você pode combinar a radiação de vários lasers com diferentes comprimentos de onda. Se, por exemplo, combinarmos lasers de três cores primárias (vermelho, verde, azul - RGB), obteremos uma cor branca. Os sistemas de laser que combinam vários feixes e emitem cores diferentes são amplamente utilizados em vários campos da atividade humana, incluindo até mesmo programas de exibição a laser. Mas esses dispositivos não podem ser pequenos o suficiente para serem usados ​​em microeletrônica.



Nas unidades ópticas outrora populares, e agora com saída gradual, são utilizados lasers com diferentes comprimentos de onda para trabalhar com diferentes tipos de unidades - CD, DVD, Blu-Ray. Portanto, em unidades universais, use vários lasers. É verdade que, em 2003, a Sony fabricava um laser monolítico de banda dupla em laboratório para uso na gravação de discos CD-R / RW e DVD, mas não atingiu a produção.



A criação de lasers monolíticos encontrou dificuldades especiais associadas ao fato de que é necessário combinar semicondutores com características muito diferentes em uma estrutura. Os cristais são distinguidos por constantes de treliça- o tamanho das células cristalinas. O comprimento de onda da radiação emitida pelo laser depende dessas constantes. Mas cultivar cristais combinados com constantes muito diferentes usando métodos tradicionais não era possível.

Mas os cientistas do Arizona conseguiram criar uma estrutura de semicondutores composta por três segmentos, cada um deles emitindo ondas em seu próprio alcance. Consiste em zinco, cádmio, enxofre e selênio, divididos em segmentos. Quando o substrato é excitado, o cádmio e o selênio juntos emitem radiação vermelha, cádmio e enxofre - verde e zinco e enxofre - azul. Essa conquista foi possível graças a mais de dez anos de pesquisa relacionada à nanotecnologia. Para o crescimento de cristais, foi utilizado o método de “troca iônica dupla”.

Segundo os cientistas, os lasers são uma fonte de luz mais eficiente que os LEDs, e mais cores podem ser transmitidas com um laser. Segundo o professor Kun-Zhen Ning, que liderou o estudo, de acordo com seus dados, um laser monolítico é capaz de reproduzir 70% mais cores do que é fornecido pelo padrão atual para displays de LED.

Além da iluminação e dos displays, os lasers podem ser usados ​​para desenvolver o sistema de transmissão de dados Li-Fi mais eficiente. Este sistema utiliza a iluminação da sala para transmitir dados através de pulsos de luz dentro da linha de visão. Esse sistema baseado em LEDs, atualmente em desenvolvimento, deve fornecer velocidades de transmissão em ordem de magnitude superior às atuais capacidades de Wi-Fi. Ao mesmo tempo, de acordo com o pesquisador, o laser Li-Fi pode ser uma ou duas ordens de grandeza mais rápido que o LED.

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