Lazerlər sənayedə, elmdə və tibbdə transformativ olub , sabit dalğa uzunluğunda intensiv, fokuslanmış işıq şüalarının yaranmasına şərait yaradıb. Lazer cihazının ürəyi onun aktiv mühitində və ya qazanc mühitində yerləşir və enerjinin işığın şüalanması, elektrik cərəyanı və ya kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə daxil olması cihazın lazer şüasını yaymasına imkan verir.

Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırmada bir tədqiqatçılar qrupu aktiv mühitin bir anda üç fotonu udaraq enerjidən istifadə edən kvant nöqtələrindən ibarət olduğu bir lazer hazırlaya bildi .

Şəhər Universitetinin Materialşünaslıq və Mühəndislik Departamentinin professoru Dangyuan Lei, “Üç fotonla vurulan lasinq, üç fotonun mühiti həyəcanlandırmaq və foton emissiyasını yaratmaq üçün eyni vaxtda materialla qarşılıqlı əlaqədə olması lazım olan bir lazer emissiya prosesidir” dedi. Hong Kong və tədqiqatın aparıcı müəllifi, e-poçtda izah etdi.

“Bu lazer emissiya mexanizmi ənənəvi tək foton və ya iki foton nasoslu lazer emissiyalarından fərqlidir və onun unikal xüsusiyyətləri və tətbiqi üstünlükləri var.” 

Bu yenilik tibbi müalicələrdə və lazer əsaslı kommunikasiyalarda əhəmiyyətli irəliləyişlər vəd edir. “Bu, yaxın infraqırmızı biofotonika və optik rabitə üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edir, çünki həyəcan dalğa uzunluqları yaxın infraqırmızı bioloji şəffaflıq pəncərəsində yerləşir [bu o deməkdir ki, bu dalğa uzunluğunun işığı bədən toxumasına maksimum nüfuz dərinliyinə malikdir ] və həmçinin aşağı -optik liflərin ötürmə bölgəsinin itirilməsi” dedi Lei.

Üç fotonlu kvant nöqtə lazerinin qurulması

Üç fotonla vurulan lazerlərin yaradılması üzrə davam edən səylərə baxmayaraq, funksional bir cihazın hazırlanması çətin olduğunu sübut etdi. Əngəl son dərəcə nadir olduğu sübut edilmiş yüksək üç foton udma dərəcəsinə malik qazanc mediasının tapılmasındadır.

Tədqiqat zamanı Lei və həmkarları yeni təklif olunan namizədə müraciət etdilər: kvant nöqtələri – incə kvant təsirlərinə görə eyni materialın daha böyük hissəciklərindən fərqli fiziki xüsusiyyətlərə malik nanometr ölçülü hissəciklər.

“Sezium qurğuşun bromidi (CsPbBr ₃ ) kvant nöqtələrinin adi kvant nöqtələrindən təxminən iki dəfə böyük infraqırmızı multifoton udma sürətini göstərdiyi aşkar edildi” dedi Lei. “Onlar stimullaşdırıldıqda işıq yaymağa imkan verən xüsusi bir elektron quruluşa sahibdirlər. Nanoölçülü ölçüyə görə onlar unikal elektron və optik xassələri, o cümlədən ölçüyə uyğunlaşdırıla bilən işıq emissiyası, işığa məruz qaldıqda yüksək səmərəlilik və sabitlik (fotosabitlik) nümayiş etdirirlər.

Üç fotonlu nasosun görünməmiş səmərəliliyinə nail olmaq və enerji istehlakını minimuma endirmək üçün komanda kvant nöqtələrini mikron ölçülü qabıqda yerləşdirdi. Onun forması ona daxil olan işığın üç foton rejimində kvant nöqtələri tərəfindən udulma ehtimalını təmin edirdi.

“Biz şüşəyə bənzər mikro boşluqları kommersiya optik lifinə kvant nöqtələrinin məhlulu olan xüsusi maddənin damcısını paylamaqla asan həyata keçirilə bilən üsulla hazırladıq” dedi Lei. “Biz xüsusi mikroskop sistemindən istifadə edərək hazırlanmış mikrolazerlərin laser təsirini təsdiq etdik.

“Giriş həyəcan işığı şüşəyə bənzər mikro boşluğun ekvatoruna yönəldildi və üç fotonla vurulan lasing emissiyaları bir lif spektrometri ilə birləşdirilmiş obyektiv tərəfindən toplandı.”

Tibb və texnologiyada perspektivli tətbiqlər

Alimlər hesab edirlər ki, çox spesifik dalğa uzunluğuna malik lazer şüasının emissiyasına səbəb olan üç fotonlu nasosun səmərəliliyi uzun müddət sırf elmi nailiyyət olaraq qalmayacaq və tezliklə tətbiqlər tapacaq. bioloji və tibbi tədqiqatlarda, eləcə də optik rabitədə.

“Üç fotonla vurulan mikrolazerlərin üstün olacağı gözlənilən əsas sahələrdən biri yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik bioimaging və biotibbi diaqnostikadır” deyə Lei yekunlaşdırıb. “Üç fotonlu proseslər vasitəsilə yaxın infraqırmızı işığın yaradılması qabiliyyəti bioloji nümunələrin yüksək dəqiqliklə öyrənilməsi üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edən təkmilləşdirilmiş təsvir dərinliyi və həllini təmin edə bilər.

“Bundan başqa, mikrolazerlərdə üç fotonlu nasosun səmərəli istifadəsi telekommunikasiya texnologiyasının inkişafı üçün böyük potensiala malikdir. Daha yüksək gücə çevrilmə səmərəliliyinə nail olmaqla, üç fotonla vurulan mikrolazerlər ultrasürətli və yüksək tutumlu optik rabitə sistemlərinin inkişafına töhfə verə bilər.