Recente ontwikkelingen in het lasergeneratiemechanisme en nieuwelaser onderzoek
Onlangs hebben de onderzoeksgroep van professor Zhang Huaijin en professor Yu Haohai van het State Key Laboratory of Crystal Materials van de Shandong University en professor Chen Yanfeng en professor He Cheng van het State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics van de Universiteit van Nanjing samengewerkt om het probleem op te lossen probleem en stelde het lasergeneratiemechanisme van foon-fonon collaboratief pompen voor, en nam het traditionele Nd: YVO4-laserkristal als representatief onderzoeksobject. De hoogefficiënte laseruitvoer van superfluorescentie wordt verkregen door de limiet van het elektronenenergieniveau te doorbreken, en de fysieke relatie tussen de lasergeneratiedrempel en de temperatuur (fonongetal is nauw verwant) wordt onthuld, en de uitdrukkingsvorm is hetzelfde als de wet van Curie. De studie werd gepubliceerd in Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) onder de naam “Photon-phonon collaboratief gepompte laser”. Yu Fu en Fei Liang, PhD-student van Class 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, zijn co-eerste auteurs, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, is de tweede auteur, en professoren Yu Haohai en Huaijin Zhang, Shandong University, en Yanfeng Chen, Nanjing University, zijn co-corresponderende auteurs.
Sinds Einstein in de vorige eeuw de theorie van gestimuleerde straling van licht voorstelde, is het lasermechanisme volledig ontwikkeld, en in 1960 vond Maiman de eerste optisch gepompte vastestoflaser uit. Tijdens het genereren van lasers is thermische relaxatie een belangrijk fysisch fenomeen dat gepaard gaat met het genereren van lasers, wat de laserprestaties en het beschikbare laservermogen ernstig beïnvloedt. Thermische relaxatie en thermisch effect zijn altijd beschouwd als de belangrijkste schadelijke fysieke parameters in het laserproces, die moeten worden verminderd door verschillende warmteoverdrachts- en koeltechnologieën. Daarom wordt de geschiedenis van de laserontwikkeling beschouwd als de geschiedenis van de strijd tegen afvalwarmte.
Theoretisch overzicht van foton-fonon coöperatieve pomplaser
Het onderzoeksteam houdt zich al geruime tijd bezig met onderzoek naar laser- en niet-lineaire optische materialen, en de afgelopen jaren is het thermische relaxatieproces diepgaand begrepen vanuit het perspectief van de vastestoffysica. Gebaseerd op het basisidee dat warmte (temperatuur) belichaamd is in de microkosmische fononen, wordt aangenomen dat thermische relaxatie zelf een kwantumproces is van elektron-fononkoppeling, dat kwantumaanpassing van elektronenenergieniveaus kan realiseren door middel van een passend laserontwerp, en nieuwe elektronenovergangskanalen om een nieuwe golflengte te genererenlaser. Gebaseerd op dit denken wordt een nieuw principe van elektron-fonon coöperatieve pomplasergeneratie voorgesteld, en wordt de elektronovergangsregel onder elektron-fononkoppeling afgeleid door Nd:YVO4, een basislaserkristal, als representatief object te nemen. Tegelijkertijd wordt een ongekoelde foton-fonon-coöperatieve pomplaser gebouwd, die gebruik maakt van de traditionele laserdiode-pomptechnologie. Laser met zeldzame golflengte 1168 nm en 1176 nm is ontworpen. Op deze basis, gebaseerd op het basisprincipe van lasergeneratie en elektron-fononkoppeling, wordt gevonden dat het product van de lasergeneratiedrempel en -temperatuur een constante is, wat hetzelfde is als de uitdrukking van de wet van Curie in magnetisme, en ook aantoont de fundamentele natuurwet in het ongeordende fase-overgangsproces.
Experimentele realisatie van foton-fonon-coöperatiepompende laser
Dit werk biedt een nieuw perspectief voor baanbrekend onderzoek naar het lasergeneratiemechanisme,laserfysica, en hoogenergetische laser, wijst op een nieuwe ontwerpdimensie voor lasergolflengte-uitbreidingstechnologie en laserkristalonderzoek, en kan nieuwe onderzoeksideeën opleveren voor de ontwikkeling vankwantum optica, lasergeneeskunde, laserdisplay en andere gerelateerde toepassingsgebieden.
Posttijd: 15 januari 2024