Kemajuan terkini dalam mekanisme penjanaan laser dan penyelidikan laser baharu

Kemajuan terkini dalam mekanisme penjanaan laser dan teknologi baharupenyelidikan laser
Baru-baru ini, kumpulan penyelidikan Profesor Zhang Huaijin dan Profesor Yu Haohai dari Makmal Utama Bahan Kristal Negeri Universiti Shandong dan Profesor Chen Yanfeng dan Profesor He Cheng dari Makmal Utama Fizik Mikrostruktur Pepejal Negeri Universiti Nanjing telah bekerjasama untuk menyelesaikan masalah tersebut dan mencadangkan mekanisme penjanaan laser bagi pengepaman kolaboratif phoon-phonon, dan mengambil kristal laser Nd:YVO4 tradisional sebagai objek penyelidikan yang mewakili. Output laser kecekapan tinggi bagi superfluoresens diperoleh dengan menembusi had aras tenaga elektron, dan hubungan fizikal antara ambang penjanaan laser dan suhu (nombor fonon berkait rapat) didedahkan, dan bentuk ungkapan adalah sama dengan hukum Curie. Kajian ini telah diterbitkan dalam Nature Communications (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) di bawah nama "laser yang dipam secara kolaboratif foton-phonon". Yu Fu dan Fei Liang, pelajar PhD Kelas 2020, Makmal Utama Negeri Bahan Kristal, Universiti Shandong, merupakan penulis bersama pertama, Cheng He, Makmal Utama Negeri Fizik Mikrostruktur Pepejal, Universiti Nanjing, merupakan penulis kedua, dan Profesor Yu Haohai dan Huaijin Zhang, Universiti Shandong, dan Yanfeng Chen, Universiti Nanjing, merupakan penulis bersama koresponden.
Sejak Einstein mencadangkan teori sinaran terangsang cahaya pada abad yang lalu, mekanisme laser telah dibangunkan sepenuhnya, dan pada tahun 1960, Maiman mencipta laser keadaan pepejal yang dipam secara optik pertama. Semasa penjanaan laser, pengenduran haba merupakan fenomena fizikal penting yang mengiringi penjanaan laser, yang memberi kesan serius kepada prestasi laser dan kuasa laser yang tersedia. Pengenduran haba dan kesan haba sentiasa dianggap sebagai parameter fizikal berbahaya utama dalam proses laser, yang mesti dikurangkan oleh pelbagai teknologi pemindahan haba dan penyejukan. Oleh itu, sejarah pembangunan laser dianggap sebagai sejarah perjuangan dengan haba buangan.

Gambaran keseluruhan teori laser pam koperasi foton-fonon

Pasukan penyelidikan telah lama terlibat dalam penyelidikan bahan laser dan optik tak linear, dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, proses pengenduran haba telah difahami secara mendalam dari perspektif fizik keadaan pepejal. Berdasarkan idea asas bahawa haba (suhu) terkandung dalam fonon mikrokosmik, dianggap bahawa pengenduran haba itu sendiri adalah proses kuantum gandingan elektron-fonon, yang dapat merealisasikan penyesuaian kuantum tahap tenaga elektron melalui reka bentuk laser yang sesuai, dan mendapatkan saluran peralihan elektron baharu untuk menjana panjang gelombang baharu.laserBerdasarkan pemikiran ini, satu prinsip baharu penjanaan laser pam kerjasama elektron-fonon dicadangkan, dan peraturan peralihan elektron di bawah gandingan elektron-fonon diperoleh dengan mengambil Nd:YVO4, kristal laser asas, sebagai objek perwakilan. Pada masa yang sama, laser pam kerjasama foton-fonon yang tidak disejukkan dibina, yang menggunakan teknologi pam diod laser tradisional. Laser dengan panjang gelombang jarang 1168nm dan 1176nm direka bentuk. Atas dasar ini, berdasarkan prinsip asas penjanaan laser dan gandingan elektron-fonon, didapati bahawa hasil darab ambang dan suhu penjanaan laser adalah pemalar, yang sama dengan ungkapan hukum Curie dalam kemagnetan, dan juga menunjukkan hukum fizikal asas dalam proses peralihan fasa tidak teratur.

Realisasi eksperimen koperasi foton-fononlaser pam

Kerja ini menyediakan perspektif baharu untuk penyelidikan canggih tentang mekanisme penjanaan laser,fizik laser, dan laser bertenaga tinggi, menunjukkan dimensi reka bentuk baharu untuk teknologi pengembangan panjang gelombang laser dan penerokaan kristal laser, dan mungkin membawa idea penyelidikan baharu untuk pembangunanoptik kuantum, perubatan laser, paparan laser dan bidang aplikasi berkaitan yang lain.