Lazer üretim mekanizmasındaki son gelişmeler ve yenilazer araştırması
Son zamanlarda, Shandong Üniversitesi Kristal Malzemeler Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndan Profesör Zhang Huaijin ve Profesör Yu Haohai ile Nanjing Üniversitesi Katı Mikro Yapı Fiziği Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndan Profesör Chen Yanfeng ve Profesör He Cheng'in araştırma grupları, foton-fonon işbirliğiyle pompalanan lazer üretim mekanizmasını ortaya koymak ve geleneksel Nd:YVO4 lazer kristalini temsili araştırma nesnesi olarak almak üzere birlikte çalışmışlardır. Elektron enerji seviyesi sınırını aşarak süperfloresansın yüksek verimli lazer çıkışı elde edilmiş ve lazer üretim eşiği ile sıcaklık (fonon sayısı yakından ilişkili) arasındaki fiziksel ilişki ortaya çıkarılmış, ifade biçimi Curie yasasıyla aynı olmuştur. Çalışma, "Foton-fonon işbirliğiyle pompalanan lazer" başlığı altında Nature Communications'da (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) yayınlanmıştır. Shandong Üniversitesi Kristal Malzemeler Devlet Anahtar Laboratuvarı 2020 Sınıfı Doktora öğrencileri Yu Fu ve Fei Liang eş birinci yazarlardır; Nanjing Üniversitesi Katı Mikro Yapı Fiziği Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndan Cheng He ikinci yazardır; Shandong Üniversitesi'nden Profesörler Yu Haohai ve Huaijin Zhang ile Nanjing Üniversitesi'nden Yanfeng Chen ise eş sorumlu yazarlardır.
Einstein'ın geçen yüzyılda ışığın uyarılmış radyasyon teorisini ortaya koymasından bu yana, lazer mekanizması tamamen geliştirildi ve 1960'ta Maiman ilk optik olarak pompalanan katı hal lazerini icat etti. Lazer üretimi sırasında, termal gevşeme, lazer performansını ve kullanılabilir lazer gücünü ciddi şekilde etkileyen önemli bir fiziksel olgudur. Termal gevşeme ve termal etki, lazer işleminde her zaman çeşitli ısı transferi ve soğutma teknolojileriyle azaltılması gereken temel zararlı fiziksel parametreler olarak kabul edilmiştir. Bu nedenle, lazer geliştirme tarihi, atık ısı ile mücadele tarihi olarak kabul edilir.
Foton-fonon işbirliğine dayalı pompalama lazerinin teorik genel görünümü
Araştırma ekibi uzun süredir lazer ve doğrusal olmayan optik malzemeler üzerine araştırmalar yapmaktadır ve son yıllarda termal gevşeme süreci katı hal fiziği perspektifinden derinlemesine anlaşılmıştır. Isının (sıcaklığın) mikroskobik fononlarda somutlaştığı temel fikrine dayanarak, termal gevşemenin kendisinin elektron-fonon etkileşiminin kuantum bir süreci olduğu düşünülmektedir; bu süreç, uygun lazer tasarımı yoluyla elektron enerji seviyelerinin kuantum düzeyde şekillendirilmesini sağlayabilir ve yeni dalga boyları üretmek için yeni elektron geçiş kanalları elde edebilir.lazerBu düşünceye dayanarak, elektron-fonon işbirliğine dayalı pompalama lazer üretiminin yeni bir prensibi önerilmiş ve temel bir lazer kristali olan Nd:YVO4 temsili bir nesne olarak alınarak elektron-fonon eşleşmesi altındaki elektron geçiş kuralı türetilmiştir. Aynı zamanda, geleneksel lazer diyot pompalama teknolojisini kullanan, soğutmasız bir foton-fonon işbirliğine dayalı pompalama lazeri tasarlanmıştır. 1168nm ve 1176nm nadir dalga boylarına sahip lazerler tasarlanmıştır. Bu temelde, lazer üretimi ve elektron-fonon eşleşmesinin temel prensibine dayanarak, lazer üretim eşiği ile sıcaklığın çarpımının sabit olduğu, bunun manyetizmadaki Curie yasasının ifadesiyle aynı olduğu ve düzensiz faz geçiş sürecindeki temel fiziksel yasayı gösterdiği bulunmuştur.
Foton-fonon işbirliğinin deneysel olarak gerçekleştirilmesipompalama lazeri
Bu çalışma, lazer üretim mekanizması üzerine yapılan son teknoloji araştırmalara yeni bir bakış açısı sunmaktadır.lazer fiziğive yüksek enerjili lazer, lazer dalga boyu genişletme teknolojisi ve lazer kristali araştırmaları için yeni bir tasarım boyutuna işaret ediyor ve geliştirme için yeni araştırma fikirleri getirebilir.kuantum optiğiLazer tıbbı, lazer ekranlar ve diğer ilgili uygulama alanları.
Yayın tarihi: 15 Ocak 2024