Polariton laser
પોલરિટોન લેસર એ એક નવીન પ્રકારનો લેસર સ્રોત છે જે અલ્ટ્રા-લો થ્રેશોલ્ડ લેસિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં એક્સાઇટોન-પોલરિટોનના બોસ કન્ડેન્સેટ્સની સુસંગત પ્રકૃતિનો ઉપયોગ કરે છે. 1996 માં, ઇમામોગ્લુ એટ અલ. આવા નવીન પ્રકારના સુસંગત પ્રકાશ સ્રોતનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો અને અણુઓના બોસ-આઈન્સ્ટાઈન ઘનીકરણ સાથે નજીકથી સંબંધિત અસર પર આધારિત ખ્યાલને સમજાવ્યોઃ મોટી સંખ્યામાં બોસોનીક કણો (અહીંઃ ધ્રુવીય કણો) ઉત્તેજિત સ્કેટરિંગ દ્વારા મેક્રોસ્કોપિક રીતે કબજે કરેલા ક્વોન્ટમ સ્થિતિમાં ઘનીકરણ બનાવે છે. ધ્રુવીયતંતુનું ઘનીકરણ આખરે પ્રકાશનું સુસંગત ઉત્સર્જન પૂરું પાડે છે. આમ, તે એક સુસંગત પ્રકાશ સ્રોત છે જે પરંપરાગત લેસર ઉપકરણોની તુલનામાં અલગ કાર્યકારી પદ્ધતિ ધરાવે છે. તેના સિદ્ધાંતને કારણે, પોલરિટોન-લેસર વધુ ઊર્જા-કાર્યક્ષમ લેસર કામગીરીનું વચન આપે છે. આવા લેસર માટે લાક્ષણિક સેમિકન્ડક્ટર માળખામાં વિતરિત બ્રેગ રિફ્લેક્ટર્સ વચ્ચે મૂકવામાં આવેલી ઓપ્ટિકલ માઇક્રોકેવિટીનો સમાવેશ થાય છે. ધ્રુવીય લેસિંગનું પ્રારંભિક પ્રદર્શન અને પરંપરાગત લેસિંગ સાથે સરખામણી 2003 માં એચ. ડેંગ એટ અલ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી. સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીમાં ઓપ્ટિકલ ઉત્તેજના હેઠળ (ધ્રુવીય ઘનીકરણને પાછળથી 2006માં કાસ્પ્રઝાક એટ અલ દ્વારા ગતિશીલ બોસ-આઈન્સ્ટાઈન ઘનીકરણ સાથે સંપૂર્ણપણે જોડવામાં આવ્યું હતું.) જો કે, ધ્રુવીય પ્રકાશ સ્રોતોના વ્યવહારુ ઉપયોગ માટે નિર્ણાયક ધ્રુવીય લેસરનું વિદ્યુત પંપીંગ 2013 સુધી દર્શાવવામાં આવ્યું ન હતું, જ્યારે મિશિગન યુનિવર્સિટીના સંશોધકોની એક ટીમ દ્વારા અને વુર્ઝબર્ગ યુનિવર્સિટીની એક ટીમ દ્વારા સમાન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને તેમના આંતરરાષ્ટ્રીય ભાગીદારો સાથે મળીને વિદ્યુત પંપીંગ ધ્રુવીય લેસરનું પ્રથમ અને અસંદિગ્ધ પ્રદર્શન રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ તબક્કે, વિદ્યુત સંચાલિત ઉપકરણ 10 કેલ્વિનની આસપાસ ખૂબ જ નીચા તાપમાને કાર્ય કરે છે અને તેને ફેરાડે ભૂમિતિમાં લાગુ ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર પડે છે. 2007માં, ઓપ્ટિકલી પમ્પ્ડ પોલરિટોન લેસરની ઓરડાના તાપમાને પણ કામગીરી દર્શાવવામાં આવી હતી, જે ઓરડાના તાપમાને ઉપયોગમાં લેવા માટે ભવિષ્યમાં ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ્ડ પોલરિટોન લેસરના વિકાસનું વચન આપે છે. સમાન ઉત્સર્જન લાક્ષણિકતાઓને કારણે ધ્રુવીય આવરણને પરંપરાગત (ફોટોનિક) આવરણથી અલગ પાડવું મહત્વપૂર્ણ અને પડકારજનક છે. બંને ટીમોની સફળતાનું નિર્ણાયક તત્વ પોલરિટોનની સંકર પ્રકૃતિમાં રહેલું છે, જેના દ્રવ્ય ઘટક (એક્સાઇટોન) બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને સંવેદનશીલ પ્રતિસાદ દર્શાવે છે. પલ્લબ ભટ્ટાચાર્યની આગેવાની હેઠળની મિશિગન ટીમે સક્રિય પ્રદેશમાં ક્વોન્ટમ કુવાઓના મોડ્યુલેશન ડોપિંગના સંયોજનનો ઉપયોગ કર્યો, ધ્રુવીય-ઇલેક્ટ્રોન સ્કેટરિંગને વધારવા માટે, અને ધ્રુવીય-ફોનોન સ્કેટરિંગ અને ઉત્તેજના-ધ્રુવીય સંતૃપ્તિ ઘનતાને વધારવા માટે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કર્યો. આ પગલાંઓ સાથે તેઓએ 12 એ/સે. મી. 2 (મે 2013 માં ફિઝિકલ રિવ્યૂ લેટર્સમાં પ્રકાશિત) ની તુલનાત્મક રીતે નીચી ધ્રુવીય લેસિંગ થ્રેશોલ્ડ હાંસલ કરી. વુર્ઝબર્ગમાં ટીમ દ્વારા કરવામાં આવેલી તપાસ, જે 2007 માં વિદ્યુત ઉપકરણના ઇજનેરીના વિચાર સાથે શરૂ થઈ હતી, તે યુ. એસ., જાપાન, રશિયા, સિંગાપોર, આઇસલેન્ડ અને જર્મનીના તેમના આંતરરાષ્ટ્રીય ભાગીદારોના સહયોગથી થોડા વર્ષો પછી ઇચ્છિત અસર તરફ દોરી ગઈ. છેવટે, તેમના અભ્યાસને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં નિર્ણાયક પ્રયોગ દ્વારા પૂરક બનાવવામાં આવ્યા હતાઃ ધ્રુવીય લેસર શાસનમાં ઉત્સર્જન-મોડના દ્રવ્ય ઘટકની સ્પષ્ટ ચકાસણી કરવામાં આવી હતી, જે સી. સ્નેઇડર, એ. રહીમી-ઇમાન અને એસ. હોફલિંગ (મે 2013 માં નેચરમાં પ્રકાશિત) ની ટીમમાં સહ-લેખકો દ્વારા વિદ્યુત સંચાલિત ધ્રુવીય લેસરનું પ્રથમ વખત પ્રાયોગિક પ્રદર્શન આપે છે. 5 જૂન, 2014 ના રોજ, ભટ્ટાચાર્યની ટીમ પ્રથમ પોલરિટોન લેસર બનાવવામાં સફળ રહી જે પ્રકાશના વિરોધમાં વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત થાય છે, અને શૂન્યથી નીચે જવાને બદલે ઓરડાના તાપમાને પણ કામ કરે છે. પ્લાઝમોનિક લેસર નેનોલેસર સંદર્ભો અર્ધચાલક લેસર લેસર વિજ્ઞાન લેસર પ્રકારો પણ જુઓ.