Kemajuan terkini dalam mekanisme penjanaan laser dan penyelidikan laser baharu

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

Gambaran keseluruhan teori mengenai laser pengepaman koperasi foton-phonon

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

Realisasi eksperimen koperasi foton-fononmengepam laser

Kerja ini menyediakan perspektif baharu untuk penyelidikan canggih mengenai mekanisme penjanaan laser,fizik laser, dan laser tenaga 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 lain yang berkaitan.