पोलारिटोन लेजर

एक पोलरिटोन लेज़र एक नए प्रकार का लेज़र स्रोत है जो अल्ट्रा-लो थ्रेशोल्ड लेज़िंग प्राप्त करने के लिए अर्धचालक ्स में exciton-polaritons के बोस संघनन की सुसंगत प्रकृति का शोषण करता है। 1996 में, अताक इमामोग्लू एट अल। इस तरह के एक नए प्रकार के सुसंगत प्रकाश स्रोत का प्रस्ताव दिया और अवधारणा को समझाया बोस-आइंस्टीन परमाणुओं के संघनन से निकटता से संबंधित एक प्रभाव के आधार पर: बड़ी संख्या में बोसोनिक कण (यहाँ: पोलरिटोन) उत्तेजित बिखरने के माध्यम से एक मैक्रोस्कोपिक रूप से व्याप्त क्वांटम अवस्था में घनीभूत होते हैं। पोलरिटोन का घनीभूत अंत में प्रकाश का सुसंगत उत्सर्जन प्रदान करता है। इस प्रकार, यह एक सुसंगत प्रकाश स्रोत है जो परंपरागत लेजर उपकरणों की तुलना में एक अलग कार्य तंत्र का मालिक है। इसके सिद्धांत के कारण, एक पोलरिटोन-लेजर अधिक ऊर्जा-कुशल लेजर ऑपरेशन का वादा करता है। इस तरह के लेजर के लिए विशिष्ट अर्धचालक संरचना में वितरित ब्रैग रिफ्लेक्टर के बीच स्थित एक ऑप्टिकल माइक्रोकैविटी होती है।

2003 में एच। डेंग एट अल द्वारा पोलरिटोनिक लेज़िंग का एक प्रारंभिक प्रदर्शन और पारंपरिक लेज़िंग की तुलना हासिल की गई थी। ऑप्टिकल उत्तेजना के तहत स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में (पोलारिटोनिक संघनन को बाद में 2006 में कास्प्रज़ाक एट अल द्वारा गतिशील बोस-आइंस्टीन संघनन से पूरी तरह से जोड़ा गया था। ). हालांकि, एक पोलरिटोन लेजर का विद्युत पम्पिंग - जो कि पोलरिटॉनिक प्रकाश स्रोतों के व्यावहारिक उपयोग के लिए महत्वपूर्ण है - 2013 तक प्रदर्शित नहीं किया गया था जब मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा विद्युत रूप से पंप किए गए पोलरिटोन-लेजर का पहला और स्पष्ट प्रदर्शन प्रस्तुत किया गया था। और वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा अपने अंतरराष्ट्रीय भागीदारों के साथ समान तकनीकों का उपयोग करके। इस स्तर पर, विद्युत चालित उपकरण 10 K के आसपास बहुत कम तापमान पर काम करता है और फैराडे ज्यामिति में लागू चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। 2007 में, वैकल्पिक रूप से पंप किए गए पोलरिटोन लेजर के कमरे के तापमान पर भी संचालन का प्रदर्शन किया गया था, कमरे के तापमान अनुप्रयोग के लिए भविष्य के विद्युत पंप पोलरिटोन लेसरों के विकास का वादा।

समान उत्सर्जन विशेषताओं के कारण पारंपरिक (फोटोनिक) लेज़िंग से पोलरिटोनिक लेज़िंग को अलग करना महत्वपूर्ण और चुनौतीपूर्ण है। दोनों टीमों की सफलता का एक महत्वपूर्ण तत्व पोलरिटोन की संकर प्रकृति में निहित है, जिसका पदार्थ घटक (एक्सिटॉन) बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रति संवेदनशील प्रतिक्रिया प्रदर्शित करता है। पल्लब भट्टाचार्य के नेतृत्व वाली मिशिगन टीम ने सक्रिय क्षेत्र में क्वांटम कुओं के मॉड्यूलेशन डोपिंग के संयोजन का उपयोग किया, ताकि पोलरिटोन-इलेक्ट्रॉन स्कैटरिंग को बढ़ाया जा सके, और एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को पोलरिटोन-फोनन स्कैटरिंग और एक्सिटोन-पोलरिटोन संतृप्ति घनत्व को बढ़ाया जा सके। इन उपायों के साथ उन्होंने 12 ए / सेमी की तुलनात्मक रूप से कम पोलरिटोन लेज़िंग थ्रेशोल्ड हासिल किया2 (मई 2013 में भौतिक समीक्षा पत्रों में प्रकाशित)। वुर्ज़बर्ग में टीम द्वारा की गई जांच, 2007 में इंजीनियरिंग के एक विद्युत उपकरण के विचार के साथ शुरू होने के बाद, यू.एस., जापान, रूस, सिंगापुर, आइसलैंड और जर्मनी से अपने अंतरराष्ट्रीय भागीदारों के सहयोग से कुछ वर्षों के बाद वांछित प्रभाव का नेतृत्व किया।. अंत में, उनके अध्ययन को चुंबकीय क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रयोग द्वारा पूरक किया गया: पोलरिटॉनिक लेजर व्यवस्था में उत्सर्जन-मोड के पदार्थ घटक का एक स्पष्ट सत्यापन दिया गया था, [http://www.nature.com/nature/journal/v497/n7449/full/nature12036.html का पहली बार प्रायोगिक प्रदर्शन प्राप्त हुआ। सी. श्नाइडर, ए. रहीमी-ईमान और एस. होफ्लिंग की टीम के सह-लेखकों द्वारा] एक विद्युतीय रूप से पंप किया गया पोलरिटोन लेजर] (मई 2013 में नेचर में प्रकाशित)।

5 जून, 2014 को, भट्टाचार्य की टीम ने पहला पोलरिटोन लेज़र बनाने में सफलता प्राप्त की, जो प्रकाश के विपरीत विद्युत प्रवाह द्वारा संचालित होता है, और शून्य से बहुत नीचे के बजाय कमरे के तापमान पर भी काम करता है।

यह भी देखें

 * प्लास्मोनिक लेजर
 * नैनोलेजर