A lézergenerációs mechanizmusok és az újdonságok terén elért legújabb eredményeklézeres kutatás
A közelmúltban Zhang Huaijin professzor és Yu Haohai professzor (a Shandong Egyetem Kristályanyagok Állami Kulcslaboratóriumának munkatársai), valamint Chen Yanfeng professzor és He Cheng professzor (a Nanjingi Egyetem Szilárdanyag-fizikai Állami Kulcslaboratóriumának munkatársai) kutatócsoportja közösen dolgozott a probléma megoldásán, és javaslatot tett a fón-fonon kollaboratív pumpálású lézergenerálási mechanizmusra, a hagyományos Nd:YVO4 lézerkristályt reprezentatív kutatási tárgyként véve. A szuperfluoreszcencia nagy hatékonyságú lézerkimenetét az elektronenergia-szint határának áttörésével érik el, és feltárul a lézergenerálási küszöb és a hőmérséklet (a fononszám szorosan összefügg) közötti fizikai összefüggés, amelynek kifejezése megegyezik Curie-törvényével. A tanulmány a Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) című folyóiratban jelent meg „Foton-fonon kollaboratív pumpálású lézer” címmel. Yu Fu és Fei Liang, a Shandong Egyetem Kristályanyagok Állami Kulcslaboratóriumának 2020-as évfolyamának PhD-hallgatója az első szerzők, Cheng He, a Nanjingi Egyetem Szilárd Mikroszerkezet Fizikai Állami Kulcslaboratóriumának munkatársa a második szerző, Yu Haohai és Huaijin Zhang professzorok (Shandong Egyetem), valamint Yanfeng Chen professzorok (Nanjing Egyetem) levelező szerzők.
Amióta Einstein a múlt században felvázolta a fény stimulált sugárzásának elméletét, a lézermechanizmus teljes mértékben kifejlődött, és 1960-ban Maiman feltalálta az első optikailag pumpált szilárdtest lézert. A lézergenerálás során a termikus relaxáció a lézergenerálást kísérő fontos fizikai jelenség, amely komolyan befolyásolja a lézer teljesítményét és a rendelkezésre álló lézerteljesítményt. A termikus relaxációt és a termikus hatást mindig is a lézerfolyamat kulcsfontosságú káros fizikai paramétereinek tekintették, amelyeket különféle hőátadási és hűtési technológiákkal kell csökkenteni. Ezért a lézerfejlődés történetét a hulladékhővel való küzdelem történetének tekintik.
A foton-fonon kooperatív pumpáló lézer elméleti áttekintése
A kutatócsoport régóta foglalkozik lézeres és nemlineáris optikai anyagok kutatásával, és az utóbbi években a termikus relaxációs folyamatot mélyrehatóan megértették a szilárdtestfizika szemszögéből. Az alapelképzelés alapján, miszerint a hő (hőmérséklet) a mikrokozmikus fononokban testesül meg, úgy vélik, hogy maga a termikus relaxáció egy elektron-fonon csatolás kvantumfolyamata, amely megfelelő lézertervezéssel megvalósíthatja az elektronenergia-szintek kvantum-szabását, és új elektronátmeneti csatornákat hozhat létre új hullámhosszak generálásához.lézerEzen gondolatmenet alapján javaslatot tesznek az elektron-fonon kooperatív pumpáló lézergenerálás egy új elvére, és az elektron-fonon csatolás alatti elektronátmeneti szabályt az Nd:YVO4, egy alapvető lézerkristály, reprezentatív objektumként való felhasználásával származtatják. Ugyanakkor egy hűtetlen foton-fonon kooperatív pumpáló lézert is konstruálnak, amely a hagyományos lézerdióda pumpáló technológiát alkalmazza. Ritka, 1168 nm-es és 1176 nm-es hullámhosszúságú lézert terveznek. Ennek alapján, a lézergenerálás és az elektron-fonon csatolás alapelvére építve megállapítják, hogy a lézergenerálási küszöbérték és a hőmérséklet szorzata állandó, ami megegyezik a Curie-törvény mágnesességben való kifejezésével, és egyben a rendezetlen fázisátmeneti folyamat alapvető fizikai törvényét is bemutatja.
A foton-fonon kooperatív kísérleti megvalósításapumpáló lézer
Ez a munka új perspektívát kínál a lézergenerációs mechanizmus élvonalbeli kutatásához,lézerfizikaés a nagy energiájú lézer új tervezési dimenziót mutat a lézeres hullámhossz-tágítási technológia és a lézeres kristálykutatás számára, és új kutatási ötleteket hozhat a fejlesztéshezkvantumoptika, lézeres gyógyászat, lézerkijelző és egyéb kapcsolódó alkalmazási területek.
Közzététel ideje: 2024. január 15.