(PhysOrg.com) - Embora os lasers venham em todas as formas e tamanhos, um dos projetos de laser mais recentes é especialmente intrigante, uma vez que é feito de apenas um único nanofio. Devido ao seu pequeno tamanho e simplicidade, o laser de nanofio único pode ser usado como uma fonte de luz coerente em nanoescala para aplicações em comunicações ópticas, de detecção, e processamento de sinal.

A equipe de pesquisadores, Yao Xiao, et al., da Universidade de Zhejiang em Hangzhou, China, e a Universidade de Pequim em Pequim, publicou seu estudo sobre um novo laser de nanofio único em uma edição recente da Nano Letras . Embora não seja o primeiro laser feito de apenas um nanofio, oferece certas vantagens, pois opera em um modo único controlável.

“Anteriormente, lasers de nanofio são operados principalmente em vários modos, ”Disse o co-autor Limin Tong, da Universidade de Zhejiang PhysOrg.com . “O laser de nanofio único relatado em nosso trabalho é monomodo, o que é altamente desejado para aplicações práticas. ”

Aqui, a emissão do laser tem um comprimento de onda de cerca de 738 nm (a extremidade superior do espectro visível). O nanofio usado para fazer o laser tem um diâmetro de 200 nm, e um comprimento entre 50 e 75 µm. Os pesquisadores experimentaram dobrar nanofios de diferentes maneiras, examinando ao microscópio e dobrando o nanofio com sondas de fibra. Por exemplo, eles dobraram os nanofios para que tivessem loops em ambas as extremidades, um loop em uma extremidade, e sem loops.

Para fazer o nanofio agir como um laser de modo único, os pesquisadores animaram o nanofio em loop com um laser pulsado. Como eles explicaram, quando o ganho de ida e volta, que é sustentado por feedback, como reflexão, pode compensar perdas de ida e volta, lasing ocorre. Os pesquisadores observaram o lasing nos nanofios únicos como dois pontos brilhantes de luz em ambas as extremidades do nanofio. Eles descobriram que, para os nanofios que foram dobrados em loops, os loops agiam como espelhos de loop, que não só oferece cavidades acopladas a nanofios para seleção de modo, mas também aumenta a refletividade do nanofio e reduz o limite de laser. Juntos, a alta refletividade e o baixo limiar criam uma cavidade de laser de alta qualidade no nanofio.

Além disso, alterar o tamanho dos loops permite que os pesquisadores sintonizem o comprimento de onda do laser. Usando as sondas de fibra, os pesquisadores podiam facilmente alterar o tamanho dos loops. Eles descobriram que diminuir o tamanho de um dos loops muda o comprimento de onda devido à redução no caminho óptico da cavidade de laser.

Os cientistas esperam que o laser de nanofio único, com suas vantagens de alta qualidade de modo e baixo limite de laser, poderia permitir novas oportunidades para aplicações práticas de lasers de nanofios. Além disso, o estudo pode fornecer uma nova técnica de design para a fabricação de baixo limiar, lasers monomodo usando outros tipos de nanoestruturas.

“Como uma fonte óptica coerente, este tipo de laser nanofio não possui apenas uma pegada miniaturizada (como muitos outros lasers nanofio), mas também oferece saída de laser de modo único (difícil de realizar na maioria dos outros lasers de nanofios, mas altamente desejado para aplicações práticas), ”Tong disse. “Portanto, este tipo de laser pode oferecer grande potencial em aplicações como circuitos optoeletrônicos integrados em nanoescala para processamento óptico de dados e detecção óptica. ”

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