Nedávné pokroky v mechanismu generování laseru a nový laserový výzkum

Nedávné pokroky v mechanismu generování laseru a novélaserový výzkum
Nedávno výzkumná skupina profesora Zhang Huaijina a profesora Yu Haohai ze Státní klíčové laboratoře krystalových materiálů univerzity Shandong a profesora Chen Yanfenga a profesora He Chenga ze Státní klíčové laboratoře fyziky pevných mikrostruktur na univerzitě v Nanjingu spolupracovali na řešení problému problém a navrhl mechanismus generování laseru kolaborativního čerpání foon-fononů a jako reprezentativní výzkumný objekt vzal tradiční laserový krystal Nd:YVO4. Vysoce účinný laserový výstup superfluorescence je získán prolomením limitu úrovně energie elektronů a je odhalen fyzikální vztah mezi prahem generování laseru a teplotou (fononové číslo úzce souvisí) a forma exprese je stejná jako Curieho zákon. Studie byla publikována v Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) pod názvem „Photon-phonon collaboratively pumped laser“. Yu Fu a Fei Liang, doktorand třídy 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, jsou spolu prvními autory, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, je druhým autorem, a profesoři Yu Haohai a Huaijin Zhang, Shandong University, a Yanfeng Chen, Nanjing University, jsou spoluodpovídajícími autory.
Od doby, kdy Einstein v minulém století navrhl teorii stimulovaného záření světla, byl laserový mechanismus plně vyvinut a v roce 1960 Maiman vynalezl první opticky čerpaný pevnolátkový laser. Během generování laseru je tepelná relaxace důležitým fyzikálním jevem doprovázejícím generování laseru, který vážně ovlivňuje výkon laseru a dostupný výkon laseru. Tepelná relaxace a tepelný efekt byly vždy považovány za klíčové škodlivé fyzikální parametry laserového procesu, které je nutné snižovat různými technologiemi přenosu tepla a chlazení. Proto je historie vývoje laseru považována za historii boje s odpadním teplem.

Teoretický přehled foton-fononového kooperativního čerpacího laseru

Výzkumný tým se dlouhodobě zabývá výzkumem laserových a nelineárních optických materiálů a v posledních letech byl proces tepelné relaxace hluboce pochopen z pohledu fyziky pevných látek. Na základě základní myšlenky, že teplo (teplota) je ztělesněno v mikrokosmických fononech, se má za to, že samotná tepelná relaxace je kvantový proces elektron-fononové vazby, který může realizovat kvantové přizpůsobení úrovní energie elektronů prostřednictvím vhodného laserového designu a získat nové elektronové přechodové kanály pro generování nové vlnové délkylaser. Na základě tohoto uvažování je navržen nový princip generování elektron-fononového kooperativního čerpacího laseru a pravidlo elektronového přechodu při elektron-fononové vazbě je odvozeno tak, že se jako reprezentativní objekt vezme Nd:YVO4, základní laserový krystal. Současně je konstruován nechlazený foton-fononový kooperativní čerpací laser, který využívá tradiční technologii čerpání laserových diod. Je navržen laser se vzácnými vlnovými délkami 1168nm a 1176nm. Na tomto základě, na základě základního principu generování laseru a elektron-fononové vazby, je zjištěno, že součin prahu generování laseru a teploty je konstanta, což je stejné jako vyjádření Curieho zákona v magnetismu, a také demonstruje základní fyzikální zákon v procesu neuspořádaného fázového přechodu.

Experimentální realizace foton-fononové spoluprácečerpací laser

Tato práce poskytuje novou perspektivu pro špičkový výzkum mechanismu generování laseru,laserová fyzikaa vysokoenergetický laser, poukazuje na nový designový rozměr technologie expanze laserové vlnové délky a průzkumu laserových krystalů a může přinést nové výzkumné nápady pro vývojkvantová optika, laserová medicína, laserový displej a další související aplikační oblasti.