Nedávné pokroky v mechanismu generování laseru a nový výzkum laserů

Nedávné pokroky v mechanismu generování laseru a novélaserový výzkum
Výzkumná skupina profesora Zhanga 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 mikrostruktur pevných látek Univerzity Nanjing nedávno společně pracovala na řešení tohoto problému a navrhla mechanismus generování laseru pomocí kolaborativního čerpání foonů a foonů. Jako reprezentativní výzkumný objekt použila tradiční laserový krystal Nd:YVO4. Vysoce účinný laserový výstup superfluorescence se dosahuje prolomením limitu energetické hladiny elektronů a odhaluje se fyzikální vztah mezi prahem generace laseru a teplotou (počet fononů je úzce spjat) a tvar vyjádření je stejný jako Curieho zákon. Studie byla publikována v časopise Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) pod názvem „Kolaborativní čerpání fotonů a fononů“. Yu Fu a Fei Liang, doktorand ročníku 2020 ze Státní klíčové laboratoře krystalových materiálů na Shandongské univerzitě, jsou spoluautory prvního díla, Cheng He ze Státní klíčové laboratoře fyziky mikrostruktur pevných látek na Nanjingské univerzitě je druhým autorem a profesoři Yu Haohai a Huaijin Zhang z Shandongské univerzity a Yanfeng Chen z Nanjingské univerzity jsou spoluautory v rámci korespondence.
Od doby, kdy Einstein v minulém století navrhl teorii stimulovaného záření světla, byl laserový mechanismus plně rozvinut a v roce 1960 Maiman vynalezl první opticky buzený laser v pevné fázi. 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 v laserovém procesu, které je nutné snižovat různými technologiemi přenosu tepla a chlazení. Historie vývoje laserů je proto považována za historii boje s odpadním teplem.

Teoretický přehled kooperativního buzecího laseru foton-fononů

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 vazby elektron-fononů, který může prostřednictvím vhodného návrhu laseru realizovat kvantové úpravy energetických hladin elektronů a získat nové elektronové přechodové kanály pro generování nových vlnových délek.laserNa základě těchto úvah je navržen nový princip generování elektron-fononového kooperativního čerpacího laseru a pravidlo elektronového přechodu za elektron-fononové vazby je odvozeno na příkladu Nd:YVO4, základního laserového krystalu, jakožto reprezentativního objektu. Současně je konstruován nechlazený foton-fononový kooperativní čerpací laser, který využívá tradiční technologii laserové diody. Je navržen laser s neobvyklými vlnovými délkami 1168 nm a 1176 nm. Na tomto základě, vycházejícím ze základního principu generování laseru a elektron-fononové vazby, je zjištěno, že součin prahu generace laseru a teploty je konstanta, která je stejná jako výraz Curieova zákona v magnetismu, a také demonstruje základní fyzikální zákon v procesu neuspořádaného fázového přechodu.

Experimentální realizace foton-fononové kooperativyčerpací laser

Tato práce nabízí novou perspektivu pro špičkový výzkum mechanismu generování laseru,laserová fyzikaa vysokoenergetický laser poukazuje na nový konstrukční rozměr technologie rozšiřování vlnové délky laseru a zkoumání laserových krystalů a může přinést nové výzkumné nápady pro vývojkvantová optika, laserová medicína, laserové displeje a další související aplikační oblasti.