Nylige fremskridt inden for lasergenereringsmekanisme og nyelaser forskning
For nylig har forskergruppen af professor Zhang Huaijin og professor Yu Haohai fra State Key Laboratory of Crystal Materials fra Shandong University og professor Chen Yanfeng og professor He Cheng fra State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics fra Nanjing University arbejdet sammen for at løse problemet problem og foreslog lasergenereringsmekanismen for phoon-phonon kollaborativ pumpning og tog den traditionelle Nd:YVO4 laserkrystal som det repræsentative forskningsobjekt.Det højeffektive laseroutput af superfluorescens opnås ved at bryde igennem grænsen for elektronenerginiveauet, og det fysiske forhold mellem lasergenereringstærskel og temperatur (fononnummer 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 collaboratively pumped laser".Yu Fu og Fei Liang, ph.d.-studerende i klasse 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, er co-first forfattere, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, er anden forfatter, og professorer Yu Haohai og Huaijin Zhang, Shandong University, og Yanfeng Chen, Nanjing University, er co-korresponderende forfattere.
Siden Einstein foreslog teorien om stimuleret stråling om lys i det sidste århundrede, er lasermekanismen blevet fuldt udviklet, og i 1960 opfandt Maiman den første optisk pumpede faststoflaser.Under lasergenerering er termisk afslapning et vigtigt fysisk fænomen, der ledsager lasergenerering, hvilket alvorligt påvirker laserens ydeevne og tilgængelig laserkraft.Termisk afslapning og termisk effekt er altid blevet betragtet som de vigtigste skadelige fysiske parametre i laserprocessen, som skal reduceres med forskellige varmeoverførsels- og køleteknologier.Derfor anses laserudviklingens historie for at være historien om kampen med spildvarme.
Teoretisk oversigt over foton-fonon kooperativ pumpelaser
Forskerholdet har længe været engageret i forskning i laser og ikke-lineære optiske materialer, og i de senere år er den termiske afslapningsproces blevet dybt forstået ud fra faststoffysikkens perspektiv.Baseret på den grundlæggende idé om, at varme (temperatur) er inkorporeret i de mikrokosmiske fononer, anses det for, at termisk afslapning i sig selv er en kvanteproces af elektron-fonon-kobling, som kan realisere kvantetilpasning af elektronenerginiveauer gennem passende laserdesign, og opnå nye elektronovergangskanaler for at generere ny bølgelængdelaser.Baseret på denne tankegang foreslås et nyt princip for elektron-fonon-kooperativ pumpende lasergenerering, og elektronovergangsreglen under elektron-fonon-kobling er udledt ved at tage Nd:YVO4, en grundlæggende laserkrystal, som et repræsentativt objekt.Samtidig konstrueres en ukølet foton-phonon kooperativ pumpelaser, som anvender den traditionelle laserdiodepumpeteknologi.Laser med sjældne bølgelængder 1168nm og 1176nm er designet.På dette grundlag, baseret på det grundlæggende princip om lasergenerering og elektron-fonon-kobling, er det fundet, at produktet af lasergenereringstærskel og temperatur er en konstant, hvilket er det samme som udtrykket af Curies lov i magnetisme, og også demonstrerer 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 lasergenereringsmekanisme,laserfysik, og højenergilaser, påpeger en ny designdimension for laserbølgelængdeudvidelsesteknologi og laserkrystaludforskning og kan bringe nye forskningsideer til udvikling afkvanteoptik, lasermedicin, laserdisplay og andre relaterede anvendelsesområder.
Indlægstid: 15-jan-2024