لیزر، نانوذرات و اپتیک

خلاصه

این فصل تأثیرات اپتیک و لیزر بر روی نانوتکنولوژی و چگونگی برهمکنش کوچک‌سازی ماده با نور را ارائه می‌کند. پیشرفت‌ها در فناوری نانو راه را برای ایجاد حوزه‌های جدید تحقیقاتی، یعنی نانوفوتونیک یا نانواپتیک هموار کرده است. این زمینه رفتار نور در رژیم های مقیاس نانو و تعامل اجسام در اندازه نانو با نور را پوشش می دهد. در حال حاضر، عمده ترین کاربردها در میکروالکترونیک و اپتوالکترونیک، سلول های خورشیدی، حسگرها، طیف سنجی، میکروسکوپ و غیره است. نتایج این نوع تحقیقات خطوط جدیدی از تحقیقات و پیشرفت ها را در کاربردهایی از جمله تکنیک های ساخت در مقیاس نانو با استفاده از لیزر، فوتونیک در اندازه نانومتر باز می کند. دستگاه ها و تبدیل انرژی بسیار کارآمد. این فصل به عنوان یک بررسی یک مرحله ای از اصول لیزر و کاربردهای لیزر در فناوری نانو، برهمکنش لیزر-ماده و لیزر تصادفی عمل می کند.

آلبرت انیشتین و لیزر

آلبرت انیشتین انتشار تحریک شده را در سال 1916 پیشنهاد کرد ،  که به اولین نمایش لیزر در سال 1961 کمک کرد.  از آن به بعد ، مردم به دنبال کوچک سازی لیزرها برای اندازه جمع و جورتر و مصرف انرژی کمتر در تمام مدت هستند. از آنجایی که مردم در دهه 1990 شاهد مقابله متفاوتی از نور با ماده در مقیاس نانو بودند ، پیشرفت چشمگیری در دستیابی به کوچک سازی لیزرها و افزایش بازده تبدیل توان حاصل شده است. طی دهه های گذشته انواع مختلفی از نانولایزرها تولید شده است.

نانولیزر

نانولیزر لیزری است که دارای ابعادی در مقیاس نانو باشد و به یک دستگاه میکرو / نانو اشاره دارد که می تواند با تحریک نور یا الکتریکی نانوسیم ها یا سایر نانوموادهایی که به عنوان تشدید کننده ها نور را منتشر می کنند ، باشد. یک ویژگی استاندارد نانو لایه ها شامل محدودیت نور آنها در مقیاسی است که به مرز پراش نور نزدیک یا سرکوب می کند. این لیزرهای ریز را می توان به سرعت تعدیل کرد و در کنار رد پای کوچک آنها ، آنها را به کاندیداهای ایده آل محاسبات نوری بر روی تراشه تبدیل می کند.

فرسایش لیزر پالسی

از فرسایش لیزر پالسی برای پردازش مواد و تولید نانوذرات در محیط های مایع به دلیل خصوصیات منحصر به فرد پرتوی لیزر در مارک گذاری و ماشینکاری استفاده شده است. عدم آگاهی از پارامترهای بهینه پرتو لیزر در این زمینه وجود دارد ، زیرا مدت زمان مختلف پالس لیزر به مواد مختلف پاسخ متفاوت می دهد. بنابراین برای دستیابی به کیفیت و بهره وری بالاتر ، یک مقایسه مهم از پالس های مختلف لیزر در پردازش میکرو و نانومواد دنبال شد.  

اپتوالکترونیک ، مواد فوتونیک و دستگاه

دستگاه های اپتوالکترونیک در کاربردهای گسترده ای در ارتباطات از راه دور ، سلول های خورشیدی ، ابزار دقیق علمی ، ذخیره داده ها ، خودروها و برنامه های نظامی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و روش های شبیه سازی فوتونیکی پیش شرط درک اساسی ساختارهای فوتونی پیشرفته و همچنین توسعه دستگاه ها و برنامه های کاربردی فوتونیک جدید است. تحقیقات در مورد مواد ، فرآیندها و طراحی جدید باعث ایجاد دستگاه های الکترونیکی با کارایی بالاتر ، یکپارچه سازی متراکم تر و قابلیت اطمینان بهتر شده است.  

پردازش و ساخت لیزر پیشرفته

پردازش و ساخت لیزر به یکی از راحت ترین و توانمندترین فناوری ها برای تولید و همچنین سایر صنایع مرتبط مانند اتومبیل ، راه آهن ، کشتی سازی ، هوا فضا ، میکروالکترونیک ، فوتونیک ، پزشکی و انرژی تبدیل شده است. از نظر اندازه ویژگی ، ماده ، فاز و گزینه های پردازش ، قابلیت و کارایی بی نظیری را ارائه می دهد. در طول دهه گذشته پیشرفت های قابل توجهی در زمینه پردازش و تولید لیزر وجود دارد که از جمله آنها می توان به تولید افزودنی لیزر ، جوشکاری لیزر ، حفاری لیزر ، برش لیزر ، لایه برداری لیزر ، تمیز کردن لیزر ، بافت سطح لیزر ، ساخت نانو لیزر و غیره اشاره کرد.  

نانولیزر

نانولیزر لیزری است که ابعادی در ابعاد نانو داشته باشد. این لیزرهای ریز را می توان به سرعت تعدیل کرد و همراه با ردپای کوچک آنها ، آنها را به کاندیداهای ایده آل برای محاسبات نوری بر روی تراشه تبدیل می کند. زمینه های نوری شدید چنین لیزری همچنین اثر تقویت در اپتیک غیر خطی یا پراکندگی رامان با سطح افزایش یافته (SERS) را امکان پذیر می کند ،  و بنابراین راه را برای مدارهای نانوفتوتونیک یکپارچه هموار می کند. 

یک پژوهشگر:

حمایت از حوزه پژوهشی بیش‌تر شود

ایسنا/همدان پژوهشگر برگزیده گروه علوم پایه دانشگاه بوعلی سینا در سال۹۹ گفت: پژوهشگران با وجود کمبود امکانات در سطح بالایی فعالیت می‌کنند بنابراین بایدحمایت‌ از حوزه پژوهش توسط وزارت علوم و دانشگاه‌ها بیشتر شود.

دکتر بابک ژاله در گفت‌وگو با ایسنا، با بیان این که حیطه فعالیت من پژوهش‌های بین رشته‌ای لیزر و نانو است، اظهار کرد: بنده در حوزه ساخت نانوژنراتورها، نانو کاتالیست‌ها و هرچیزی که بشود با استفاده از لیزر به صورت نانوذره تولید کرد، فعالیت می‌کنم. 

ارتقاء نسل نانولیزرها/نانو لیزری خاص که پتانسیل درمان اختلالات عصبی و نشانگرهای زیستی را ‏دارا می باشد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری به نقل از ساینس دیلی (sciencedaily)، محققان دانشگاه های نورث وسترن و کلمبیا (Northwestern and Columbia Universities) موفق به ساخت نانو لیزر خاصی شده اند که می تواند بدون آسیب رساندن به بافت های زیستی و زنده، در آنها به فعالیت خود بپردازد.

نانوفوتونیک

نانوپلاسمونی یکی از مهمترین مناطق رشد این قرن است. این بخشی از نانو نوری و نانوفوتونیک است و به نوسان الکترون ها در نانوذرات فلزی و نانوساختارها می پردازد. همچنین ، این یک موضوع چند رشته ای است که شامل فیزیک اتمی ، مولکولی و فیزیک حالت جامد و همچنین بخش های زیادی از شیمی است. نانوپلاسمونیک باعث می شود که ویژگی های نانوذرات دستگاه های هوشمند را با فرکانس های نوری عملکرد آنها ترکیب کنیم.