Апошнія дасягненні ў механізме генерацыі лазера і новыялазерныя даследаванні
Нядаўна даследчая група прафесара Чжана Хуайцзіня і прафесара Юй Хаохая з Дзяржаўнай ключавой лабараторыі крышталічных матэрыялаў Шаньдунскага ўніверсітэта, а таксама прафесара Чэнь Яньфэна і прафесара Хэ Чэна з Дзяржаўнай ключавой лабараторыі фізікі мікраструктур цвёрдых рэчываў Нанкінскага ўніверсітэта сумесна працавала над вырашэннем праблемы і прапанавала механізм генерацыі лазера з дапамогай сумеснай накачкі фатон-фанонаў, узяўшы ў якасці рэпрэзентатыўнага аб'екта даследавання традыцыйны крышталь лазера Nd:YVO4. Высокаэфектыўная лазерная магутнасць суперфлуарэсцэнцыі дасягаецца шляхам прарыву мяжы энергетычнага ўзроўню электронаў, і выяўлена фізічная залежнасць паміж парогам генерацыі лазера і тэмпературай (колькасць фанонаў цесна звязана), і форма выражэння супадае з законам Кюры. Даследаванне было апублікавана ў часопісе Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) пад назвай «Лазер з сумеснай накачкай фатон-фанонаў». Юй Фу і Фэй Лян, аспірант выпуску 2020 года Дзяржаўнай ключавой лабараторыі крышталічных матэрыялаў Шаньдунскага ўніверсітэта, з'яўляюцца суаўтарамі, Чэн Хэ з Дзяржаўнай ключавой лабараторыі фізікі мікраструктур цвёрдых рэчываў Нанкінскага ўніверсітэта — другім аўтарам, а прафесары Юй Хаохай і Хуайцзінь Чжан з Шаньдунскага ўніверсітэта і Яньфэн Чэнь з Нанкінскага ўніверсітэта — суаўтарамі, якія перапісваюцца.
З таго часу, як Эйнштэйн прапанаваў тэорыю вымушанага выпраменьвання святла ў мінулым стагоддзі, лазерны механізм быў цалкам распрацаваны, і ў 1960 годзе Майман вынайшаў першы цвёрдацельны лазер з аптычнай накачкай. Падчас генерацыі лазера цеплавая рэлаксацыя з'яўляецца важнай фізічнай з'явай, якая суправаджае генерацыю лазера і сур'ёзна ўплывае на яго прадукцыйнасць і даступную магутнасць. Цеплавая рэлаксацыя і цеплавы эфект заўсёды лічыліся ключавымі шкоднымі фізічнымі параметрамі ў лазерным працэсе, якія неабходна зніжаць з дапамогай розных тэхналогій цеплаперадачы і астуджэння. Таму гісторыя развіцця лазераў лічыцца гісторыяй барацьбы з адходамі цяпла.
Тэарэтычны агляд фатон-фаноннага кааператыўнага накачальнага лазера
Даследчая група даўно займаецца даследаваннямі лазерных і нелінейна-аптычных матэрыялаў, і ў апошнія гады працэс цеплавой рэлаксацыі быў глыбока вывучаны з пункту гледжання фізікі цвёрдага цела. Зыходзячы з асноўнай ідэі, што цяпло (тэмпература) увасабляецца ў мікракасмічных фанонах, лічыцца, што сама цеплавая рэлаксацыя — гэта квантавы працэс электрон-фаноннай сувязі, які можа рэалізаваць квантавую карэкціроўку ўзроўняў энергіі электронаў праз адпаведную канструкцыю лазера і атрымаць новыя каналы пераходу электронаў для генерацыі новых даўжынь хваль.лазерЗыходзячы з гэтых меркаванняў, прапанаваны новы прынцып генерацыі лазера з кааператыўнай накачкай электрон-фаноннага выпраменьвання, і правіла электроннага пераходу пры электрон-фаноннай сувязі атрымана на ўзоры базавага лазернага крышталя Nd:YVO4. Адначасова быў пабудаваны неахаладжальны лазер з кааператыўнай накачкай фатон-фаноннага выпраменьвання, які выкарыстоўвае традыцыйную тэхналогію лазернай дыёднай накачвання. Распрацаваны лазер з рэдкімі даўжынямі хваль 1168 нм і 1176 нм. На гэтай аснове, зыходзячы з асноўнага прынцыпу генерацыі лазера і электрон-фаноннай сувязі, было ўстаноўлена, што здабытак парога генерацыі лазера і тэмпературы з'яўляецца пастаяннай велічынёй, што адпавядае выразу закона Кюры ў магнетызме, а таксама дэманструе асноўны фізічны закон у працэсе неўпарадкаванага фазавага пераходу.
Эксперыментальная рэалізацыя фатон-фаноннага кааператывунакачвальны лазер
Гэтая праца прапануе новую перспектыву для перадавых даследаванняў механізму генерацыі лазера,лазерная фізіка, і высокаэнергетычны лазер, паказвае на новы дызайнерскі вымярэнне тэхналогіі пашырэння даўжыні хвалі лазера і даследавання лазерных крышталяў, і можа прынесці новыя даследчыя ідэі для распрацоўкіквантавая оптыка, лазерная медыцына, лазерны дысплей і іншыя сумежныя вобласці прымянення.
Час публікацыі: 15 студзеня 2024 г.