Nylige fremskritt innen lasergenereringsmekanisme og nyttlaserforskning
Nylig har forskningsgruppen til 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 jobbet sammen for å løse problemet. problem og foreslo lasergenereringsmekanismen for phoon-phonon-samarbeidspumping, og tok den tradisjonelle Nd:YVO4-laserkrystallen som representativt forskningsobjekt.Den høyeffektive laserutgangen av superfluorescens oppnås ved å bryte gjennom elektronenerginivågrensen, og det fysiske forholdet mellom lasergenereringsterskelen og temperaturen (fononnummer er nært beslektet) avsløres, og uttrykksformen er den samme som Curies lov.Studien ble publisert i Nature Communications (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) under navnet "Photon-phonon collaboratively pumped laser".Yu Fu og Fei Liang, PhD-student i klasse 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, er medforfattere, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, er den andre forfatteren, og professorene Yu Haohai og Huaijin Zhang, Shandong University, og Yanfeng Chen, Nanjing University, er medkorresponderende forfattere.
Siden Einstein foreslo teorien om stimulert stråling om lys i forrige århundre, har lasermekanismen blitt fullt utviklet, og i 1960 oppfant Maiman den første optisk pumpede faststofflaseren.Under lasergenerering er termisk avslapning et viktig fysisk fenomen som følger med lasergenerering, som alvorlig påvirker laserytelsen og tilgjengelig laserkraft.Termisk avslapning og termisk effekt har alltid vært ansett som de viktigste skadelige fysiske parameterne i laserprosessen, som må reduseres ved hjelp av ulike varmeoverførings- og kjøleteknologier.Derfor anses historien om laserutvikling å være historien om kampen med spillvarme.
Teoretisk oversikt over foton-fonon samarbeidende pumpelaser
Forskerteamet har lenge vært engasjert i forskning på laser og ikke-lineære optiske materialer, og de siste årene har den termiske avslapningsprosessen blitt dypt forstått fra perspektivet til faststofffysikk.Basert på den grunnleggende ideen om at varme (temperatur) er nedfelt i de mikrokosmiske fononene, anses det at termisk avslapning i seg selv er en kvanteprosess med elektron-fonon-kobling, som kan realisere kvantetilpasning av elektronenerginivåer gjennom passende laserdesign, og oppnå nye elektronovergangskanaler for å generere ny bølgelengdelaser.Basert på denne tenkningen foreslås et nytt prinsipp for elektron-fonon-kooperativ pumpende lasergenerering, og elektronovergangsregelen under elektron-fonon-kobling er utledet ved å ta Nd:YVO4, en grunnleggende laserkrystall, som et representativt objekt.Samtidig konstrueres en ukjølt foton-fonon samarbeidende pumpelaser, som bruker den tradisjonelle laserdiodepumpeteknologien.Laser med sjeldne bølgelengder 1168nm og 1176nm er designet.På dette grunnlaget, basert på det grunnleggende prinsippet om lasergenerering og elektron-fononkobling, er det funnet at produktet av lasergenereringsterskel og temperatur er en konstant, som er det samme som uttrykket for Curies lov i magnetisme, og demonstrerer også den grunnleggende fysiske loven i den uordnede faseovergangsprosessen.
Eksperimentell realisering av foton-fonon-kooperativpumpende laser
Dette arbeidet gir et nytt perspektiv for banebrytende forskning på lasergenereringsmekanismer,laserfysikk, og høyenergilaser, påpeker en ny designdimensjon for laserbølgelengdeutvidelsesteknologi og laserkrystallutforskning, og kan bringe nye forskningsideer for utvikling avkvanteoptikk, lasermedisin, laserskjerm og andre relaterte bruksområder.
Innleggstid: 15-jan-2024