دی
لیزردنیا کے آپٹیکل کمیونیکیشن نیٹ ورکس کو روشن کرنے کے لیے استعمال ہونے والے عام طور پر ایربیم ڈوپڈ ریشوں یا III-V سیمی کنڈکٹرز سے بنے ہوتے ہیں، کیونکہ یہ
لیزراورکت طول موج کا اخراج کر سکتا ہے جو آپٹیکل ریشوں کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، ایک ہی وقت میں، یہ مواد روایتی سلکان الیکٹرانکس کے ساتھ ضم کرنے کے لئے آسان نہیں ہے.
ایک نئی تحقیق میں، اسپین میں سائنسدانوں نے کہا کہ مستقبل میں ان سے انفراریڈ لیزرز تیار کرنے کی توقع ہے جو آپٹیکل ریشوں کے ساتھ لیپت ہو سکتے ہیں یا CMOS مینوفیکچرنگ کے عمل کے حصے کے طور پر سیلیکون پر براہ راست جمع کر سکتے ہیں۔ انہوں نے یہ ظاہر کیا ہے کہ خاص طور پر ڈیزائن کردہ آپٹیکل گہا میں مربوط کولائیڈل کوانٹم ڈاٹس پیدا کر سکتے ہیں۔
لیزرکمرے کے درجہ حرارت پر آپٹیکل کمیونیکیشن ونڈو کے ذریعے روشنی۔
کوانٹم ڈاٹس نینو اسکیل سیمی کنڈکٹرز ہیں جن میں الیکٹران ہوتے ہیں۔ الیکٹران کی توانائی کی سطح حقیقی ایٹموں کی طرح ہے۔ وہ عام طور پر کوانٹم ڈاٹ کرسٹل کے کیمیائی پیشرو پر مشتمل کولائیڈز کو گرم کرکے تیار کیے جاتے ہیں، اور ان میں فوٹو الیکٹرک خصوصیات ہیں جو ان کے سائز اور شکل کو تبدیل کرکے ایڈجسٹ کی جاسکتی ہیں۔ اب تک، وہ مختلف آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں، بشمول فوٹو وولٹک خلیات، روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈس، اور فوٹوون ڈیٹیکٹر۔
2006 میں، کینیڈا میں ٹورنٹو یونیورسٹی کی ایک ٹیم نے انفراریڈ لیزرز کے لیے لیڈ سلفائیڈ کولائیڈل کوانٹم ڈاٹس کے استعمال کا مظاہرہ کیا، لیکن الیکٹرانوں اور سوراخوں کے اوجر کے دوبارہ ملاپ سے بچنے کے لیے اسے کم درجہ حرارت پر کیا جانا چاہیے۔ پچھلے سال، نانجنگ، چین میں محققین نے چاندی کے سیلینائیڈ سے بنے نقطوں سے تیار کردہ انفراریڈ لیزرز کے بارے میں رپورٹ کیا، لیکن ان کے گونجنے والے کافی ناقابل عمل اور ایڈجسٹ کرنا مشکل تھے۔
تازہ ترین تحقیق میں، سپین میں بارسلونا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے Gerasimos Konstantatos اور ان کے ساتھیوں نے کمرے کے درجہ حرارت پر انفراریڈ لیزرز حاصل کرنے کے لیے ایک نام نہاد تقسیم شدہ فیڈ بیک کیویٹی پر انحصار کیا۔ یہ طریقہ ایک بہت ہی تنگ طول موج بینڈ کو محدود کرنے کے لیے گریٹنگ کا استعمال کرتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک لیزر موڈ ہوتا ہے۔
گریٹنگ بنانے کے لیے، محققین نے الیکٹران بیم لیتھوگرافی کو نیلم کے ذیلی حصے پر پیٹرن بنانے کے لیے استعمال کیا۔ انہوں نے نیلم کا انتخاب اس کی اعلی تھرمل چالکتا کی وجہ سے کیا، جو آپٹیکل پمپ سے پیدا ہونے والی زیادہ تر حرارت کو لے جا سکتا ہے- یہ حرارت لیزر کو دوبارہ جوڑنے اور لیزر کی پیداوار کو غیر مستحکم کرنے کا سبب بنے گی۔
پھر، Konstantatos اور اس کے ساتھیوں نے 850 nanometers سے 920 nanometers کے درمیان ایک لیڈ سلفائیڈ کوانٹم ڈاٹ کولائیڈ کو مختلف پچوں کے ساتھ نو گریٹنگز پر رکھا۔ انہوں نے 5.4 nm، 5.7 nm، اور 6.0 nm کے قطر کے ساتھ کوانٹم نقطوں کے تین مختلف سائز کا بھی استعمال کیا۔
کمرے کے درجہ حرارت کے ٹیسٹ میں، ٹیم نے یہ ظاہر کیا کہ وہ 1553 nm سے 1649 nm تک کمیونیکیشن سی-بینڈ، ایل-بینڈ، اور یو-بینڈ میں لیزرز پیدا کر سکتا ہے، جو پوری چوڑائی، نصف زیادہ سے زیادہ قدر، 0.9 تک کم ہے۔ meV انہوں نے یہ بھی پایا کہ این ڈوپڈ لیڈ سلفائیڈ کی وجہ سے، وہ پمپنگ کی شدت کو تقریباً 40 فیصد کم کر سکتے ہیں۔ Konstantatos کا خیال ہے کہ یہ کمی زیادہ عملی، کم طاقت والے پمپ لیزرز کے لیے راہ ہموار کرے گی، اور یہاں تک کہ بجلی کے پمپنگ کے لیے بھی راہ ہموار کر سکتی ہے۔
جہاں تک ممکنہ ایپلی کیشنز کا تعلق ہے، Konstantatos نے کہا کہ کوانٹم ڈاٹ حل نئے CMOS انٹیگریٹڈ لیزر ذرائع لا سکتا ہے تاکہ انٹیگریٹڈ سرکٹس کے اندر یا ان کے درمیان سستا، موثر اور تیز مواصلات حاصل کیا جا سکے۔ انہوں نے مزید کہا کہ اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ انفراریڈ لیزرز انسانی بصارت کے لیے بے ضرر سمجھے جاتے ہیں، اس سے لیڈر بھی بہتر ہو سکتا ہے۔
تاہم، اس سے پہلے کہ لیزرز کو استعمال میں لایا جا سکے، محققین کو پہلے اپنے مواد کو بہتر بنانا چاہیے تاکہ مسلسل لہر یا لمبی پلس پمپ کے ذرائع کے ساتھ لیزرز کے استعمال کا مظاہرہ کیا جا سکے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مہنگے اور بھاری سب پکوسیکنڈ لیزر کے استعمال سے گریز کیا جائے۔ Konstantatos نے کہا: "نینو سیکنڈ کی دالیں یا مسلسل لہریں ہمیں ڈائیوڈ لیزر استعمال کرنے کی اجازت دیں گی، جس سے یہ ایک زیادہ عملی ترتیب بن جائے گی۔"
