Laser ngẫu nhiên dựa trên cầu trúc thủy tinh quang tử ngược
284 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.84.2022.127-132Từ khóa:
Laser ngẫu nhiên; Thủy tinh quang tử ngược; Vi cầu.Tóm tắt
Laser ngẫu nhiên đang thu hút được sự quan tâm nghiên cứu vì chúng có các tính chất vật lý độc đáo và tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như chiếu sáng, tạo ảnh, cảm biến sinh học và thiết bị quang tử. Trong bài báo này, trước tiên chúng tôi chứng minh rằng tán xạ đóng vai trò quyết định trong việc tạo ra laser ngẫu nhiên. Sau đó, chúng tôi nghiên cứu các đặc tính phát quang của laser ngẫu nhiên từ màng polyme pha hoạt chất màu hữu cơ (đóng vai trò như môi trường khuếch đại) với hai đặc tính khác nhau: các vi hạt nhựa sắp xếp chặt chẽ và cấu trúc xốp với nhiều lỗ rỗng. Hai cấu trúc này lần lượt được gọi là thủy tinh quang tử thuận và ngược. Kết quả chỉ ra rằng laser ngẫu nhiên dựa trên cấu trúc thủy tinh quang tử ngược có ngưỡng phát thấp hơn. Cuối cùng, chúng tôi đã chế tạo thành công các hạt vi cầu có cấu trúc thủy tinh quang tử ngược và nghiên cứu được đặc trưng phát laser ngẫu nhiên của chúng. Dữ liệu thu được cho thấy thủy tinh quang tử ngược là cấu trúc tốt để tạo ra các nguồn vi laser ngẫu nhiên với kích thước và hình dạng khác nhau. Các vi laser ngẫu nhiên đã chế tạo được có triển vọng ứng dụng trong vi cảm biến và vi mạch tích hợp quang tử
Tài liệu tham khảo
[1]. Luan F, Gu B, Gomes ASL, Yong K-T, Wen S, Prasad PN. "Lasing in nanocomposite random media". Nano Today, Vol. 10, pp. 168-192, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2015.02.006
[2]. Cao H. "Lasing in random media". Waves in Random Media, Vol. 13, pp. R1-R39, (2003). DOI: https://doi.org/10.1088/0959-7174/13/3/201
[3]. Wiersma DS, Lagendijk A. "Light diffusion with gain and random lasers". Physical Review E, Vol. 54, pp. 4256-4265, (1996). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.54.4256
[4]. Cao H, Zhao YG, Ho ST, Seelig EW, Wang QH, Chang RPH. "Random Laser Action in Semiconductor Powder". Physical Review Letters, Vol. 82 , pp. 2278-2281, (1999). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.2278
[5]. Chen R, Ye Q-L, He T, Ta VD, Ying Y, Tay YY, et al. "Exciton Localization and Optical Properties Improvement in Nanocrystal-Embedded ZnO Core–Shell Nanowires". Nano Letters, Vol. 13, pp. 734-739, (2013). DOI: https://doi.org/10.1021/nl304433m
[6]. Polson RC, Vardeny ZV. "Random lasing in human tissues". Applied Physics Letters, Vol. 85, pp. 1289-1291, (2004). DOI: https://doi.org/10.1063/1.1782259
[7]. Siddique M, Yang L, Wang QZ, Alfano RR. "Mirrorless laser action from optically pumped dye-treated animal tissues". Optics Communications, Vol. 117, pp. 475-479, (1995). DOI: https://doi.org/10.1016/0030-4018(95)00176-9
[8]. Caixeiro S, Gaio M, Marelli B, Omenetto FG, Sapienza R. "Silk-Based Biocompatible Random Lasing". Advanced Optical Materials, Vol. 4, pp. 998-1003, (2016). DOI: https://doi.org/10.1002/adom.201600185
[9]. Ta VD, Caixeiro S, Saxena D, Sapienza R. "Biocompatible Polymer and Protein Microspheres with Inverse Photonic Glass Structure for Random Micro-Biolasers". Advanced Photonics Research, Vol. 2, pp. 2100036, (2021). DOI: https://doi.org/10.1002/adpr.202100036
[10]. Ta VD, Saxena D, Caixeiro S, Sapienza R. "Flexible and tensile microporous polymer fibers for wavelength-tunable random lasing". Nanoscale, Vol. 12, pp. 12357-12363, (2020). DOI: https://doi.org/10.1039/D0NR02484H
[11]. Ta VD, Nguyen Thiet V, Pham Quan V, Nguyen Toan V. "Biocompatible microlasers based on polyvinyl alcohol microspheres". Optics Communications, Vol. 459, pp. 124925, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.optcom.2019.124925
[12]. Sha WL, Liu CH, Alfano RR. "Spectral and temporal measurements of laser action of Rhodamine 640 dye in strongly scattering media". Optics Letters, Vol. 19, pp. 1922-1924, (1994). DOI: https://doi.org/10.1364/OL.19.001922
[13]. Wiersma D. "The smallest random laser". Nature, Vol. 406, pp. 133-135, (2000). DOI: https://doi.org/10.1038/35018184
