Pierwszy na świecie biały laser

Pierwszy na świecie biały laser

Naukowcy i inżynierowie z Arizona State University w Tempe stworzyli pierwszy na świecie laser, który może świecić pełnym spektrum widzialnego światła. Twórcy urządzenia sugerują, że może ono znaleźć zastosowanie w nowej generacji wyświetlaczach, oświetleniu półprzewodnikowym oraz pomóc w stworzeniu laserowego odpowiednika Wi-Fi.

Pomimo, że wcześniejsze badania pozwoliły na skonstruowanie laserów różnych kolorów, mogły one emitować światło wyłącznie jednej barwy. Stworzenie monolitycznej struktury zdolnej do jednoczesnej emisji koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego okazało się niezwykle trudne, ponieważ wymagało połączenia ze sobą wielu rodzajów półprzewodników. Natomiast hodowanie w swoim pobliżu niedopasowanych kryształów stopu półprzewodnikowego zawsze prowadziło do jego uszkodzenia.

Na szczęście amerykańskim naukowcom udało się przezwyciężyć ten problem. Sercem nowego urządzenia jest nanometrowej grubości arkusz z półprzewodnikowego stopu cynku, kadmu, siarki i selenu. Arkusz jest podzielony na różne segmenty. Generując impuls świetlny, segmenty złożone z kadmu i selenu emitują czerwone światło, złożone z siarki kadmu – zielone, natomiast bogate w cynk i siarkę – niebieskie.

Naukowcy tworzyli swój stop w wielu etapach, starannie dobierając zmiany temperatur i innych warunków wzrostu. Dzięki kontroli interakcji pomiędzy fazami poszczególnych pierwiastków udało im się stworzyć tę misternie utkaną strukturę. Mogą teraz całkowicie niezależnie kontrolować każdy segment nano-arkusza.

Lasery mogą być znacznie bardziej energooszczędne niż diody LED. Podczas gdy oświetlenie na bazie technologii LED produkuje około 150 lumenów na 1 wat energii elektrycznej, biały laser może zapewnić ich ponad 400. Poza tym mógłby on znaleźć zastosowanie w konstrukcji monitorów o bardziej żywych kolorach i wysokim kontraście. Innym ważnym potencjalnym zastosowaniem może być „Li-Fi", które pozwoli wykorzystać światło do bezprzewodowej transmisji danych. Sieć oparta na białych laserach mogłaby być od 10 do 100 razy szybsza niż korzystająca z białych diod LED.

W przyszłości naukowcy planują zbadać, czy lasery można wzbudzać elektronami, nie zaś fotonami jak uczynili to w swoich badaniach. Szczegółowe informacje na temat ich pracy można natomiast znaleźć w najnowszym numerze Nature Nanotechnology.

(rr)