Недавни напредак у механизму генерације ласера и новиласерско истраживање
Недавно је истраживачка група професора Жанга Хуаијина и професора Ју Хаохаија из Државне кључне лабораторије за кристалне материјале Универзитета Шандонг и професора Чен Јанфенга и професора Хе Ченга из Државне кључне лабораторије за физику чврстих микроструктура Универзитета у Нанкингу заједно радила на решавању проблема и предложила механизам генерисања ласера фононско-фононским колаборативним пумпањем, користећи традиционални Nd:YVO4 ласерски кристал као репрезентативни објекат истраживања. Високоефикасан ласерски излаз суперфлуоресценције добија се пробијањем границе енергетског нивоа електрона, а откривена је физичка веза између прага генерисања ласера и температуре (број фонона је уско повезан), а облик изражавања је исти као и Киријев закон. Студија је објављена у часопису Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) под називом „Фотон-фононски колаборативно пумпани ласер“. Ју Фу и Феј Лианг, докторанд класе 2020, Државна кључна лабораторија за кристалне материјале, Универзитет Шандонг, су ко-први аутори, Ченг Хе, Државна кључна лабораторија за физику чврстих микроструктура, Универзитет Нанкинг, је други аутор, а професори Ју Хаохаи и Хуаијин Жанг, Универзитет Шандонг, и Јанфенг Чен, Универзитет Нанкинг, су ко-кореспондентни аутори.
Од када је Ајнштајн предложио теорију стимулисаног зрачења светлости у прошлом веку, ласерски механизам је у потпуности развијен, а 1960. године Мајман је изумео први оптички пумпани чврстофазни ласер. Током генерације ласера, термална релаксација је важан физички феномен који прати генерацију ласера, што озбиљно утиче на перформансе ласера и расположиву снагу ласера. Термална релаксација и термални ефекат су одувек сматрани кључним штетним физичким параметрима у ласерском процесу, који се морају смањити различитим технологијама преноса топлоте и хлађења. Стога се историја развоја ласера сматра историјом борбе са отпадном топлотом.
Теоријски преглед фотон-фононског кооперативног пумпајућег ласера
Истраживачки тим се дуго бави истраживањем ласерских и нелинеарних оптичких материјала, а последњих година процес термалне релаксације је дубоко схваћен из перспективе физике чврстог стања. На основу основне идеје да је топлота (температура) отелотворена у микрокосмичким фононима, сматра се да је сама термална релаксација квантни процес електрон-фононског спрезања, који може остварити квантно прилагођавање енергетских нивоа електрона кроз одговарајући дизајн ласера и добити нове канале електронског прелаза за генерисање нових таласних дужина.ласерНа основу овог размишљања, предложен је нови принцип генерисања електрон-фононског кооперативног пумпајућег ласера, а правило прелаза електрона при електрон-фононском спрезању изведено је узимањем Nd:YVO4, основног ласерског кристала, као репрезентативног објекта. Истовремено, конструисан је нехлађени фотон-фононски кооперативни пумпајући ласер, који користи традиционалну технологију пумпања ласерским диодама. Пројектован је ласер са ретком таласном дужином од 1168nm и 1176nm. На основу тога, на основу основног принципа генерисања ласера и електрон-фононског спрезања, утврђено је да је производ прага генерисања ласера и температуре константа, што је исто као израз Киријевог закона у магнетизму, а такође демонстрира основни физички закон у процесу неуређеног фазног прелаза.
Експериментална реализација фотон-фононске кооперативепумпајући ласер
Овај рад пружа нову перспективу за најсавременија истраживања механизма генерације ласера,ласерска физика, и високоенергетски ласер, указује на нову димензију дизајна за технологију проширења таласне дужине ласера и истраживање ласерских кристала, и може донети нове истраживачке идеје за развојквантна оптика, ласерска медицина, ласерски дисплеј и друга сродна поља примене.
Време објаве: 15. јануар 2024.