Nylige fremskridt inden for lasergenereringsmekanismer og nyelaserforskning
For nylig har forskergruppen bestående af professor Zhang Huaijin og professor Yu Haohai fra State Key Laboratory of Crystal Materials ved Shandong University og professor Chen Yanfeng og professor He Cheng fra State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics ved Nanjing University arbejdet sammen om at løse problemet og foreslået lasergenereringsmekanismen for phoon-phonon kollaborativ pumpning, og taget den traditionelle Nd:YVO4 laserkrystal som det repræsentative forskningsobjekt. Den højeffektive laseroutput af superfluorescens opnås ved at bryde igennem elektronenerginiveaugrænsen, og det fysiske forhold mellem lasergenereringstærsklen og temperaturen (fononnummeret er tæt forbundet) afsløres, og udtryksformen er den samme som Curies lov. Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) under navnet "Photon-phonon kollaborativt pumpet laser". Yu Fu og Fei Liang, ph.d.-studerende fra årgang 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, er medforfattere, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, er andenforfatter, og professorerne Yu Haohai og Huaijin Zhang, Shandong University, og Yanfeng Chen, Nanjing University, er korresponderende forfattere.
Siden Einstein foreslog teorien om stimuleret stråling af lys i det forrige århundrede, er lasermekanismen blevet fuldt udviklet, og i 1960 opfandt Maiman den første optisk pumpede faststoflaser. Under lasergenerering er termisk relaksation et vigtigt fysisk fænomen, der ledsager lasergenerering, hvilket alvorligt påvirker laserens ydeevne og tilgængelige lasereffekt. Termisk relaksation og termisk effekt har altid været betragtet som de vigtigste skadelige fysiske parametre i laserprocessen, som skal reduceres ved hjælp af forskellige varmeoverførings- og køleteknologier. Derfor betragtes laserudviklingens historie som historien om kampen mod spildvarme.
Teoretisk oversigt over foton-fonon kooperativ pumpelaser
Forskerholdet har længe været engageret i forskning i lasere og ikke-lineære optiske materialer, og i de senere år er den termiske relaksationsproces blevet dybt forstået ud fra et faststoffysisk perspektiv. Baseret på den grundlæggende idé om, at varme (temperatur) er indeholdt i de mikrokosmiske fononer, anses det for, at termisk relaksation i sig selv er en kvanteproces med elektron-fonon-kobling, som kan realisere kvantetilpasning af elektronenerginiveauer gennem passende laserdesign og opnå nye elektronovergangskanaler for at generere nye bølgelængder.laserBaseret på denne tankegang foreslås et nyt princip for elektron-fonon kooperativ pumpende lasergenerering, og elektronovergangsreglen under elektron-fonon-kobling udledes ved at tage Nd:YVO4, en basisk laserkrystal, som et repræsentativt objekt. Samtidig konstrueres en ukølet foton-fonon kooperativ pumpende laser, der bruger den traditionelle laserdiodepumpeteknologi. En laser med de sjældne bølgelængder på 1168 nm og 1176 nm er designet. På dette grundlag, baseret på det grundlæggende princip for lasergenerering og elektron-fonon-kobling, konstateres det, at produktet af lasergenereringstærsklen og temperaturen er en konstant, hvilket er det samme som udtrykket for Curies lov i magnetisme, og demonstrerer også den grundlæggende fysiske lov i den uordnede faseovergangsproces.
Eksperimentel realisering af foton-fonon kooperativpumpende laser
Dette arbejde giver et nyt perspektiv for banebrydende forskning i lasergenereringsmekanismen,laserfysik, og højenergilaser, peger på en ny designdimension for laserbølgelængdeudvidelsesteknologi og laserkrystaludforskning og kan bringe nye forskningsideer til udvikling afkvanteoptik, lasermedicin, laserdisplay og andre relaterede anvendelsesområder.
Opslagstidspunkt: 15. januar 2024