Datblygiadau diweddar mewn mecanwaith cynhyrchu laser ac ymchwil laser newydd

Datblygiadau diweddar mewn mecanwaith cynhyrchu laser a newyddymchwil laser
Yn ddiweddar, mae grŵp ymchwil yr Athro Zhang Huaijin a'r Athro Yu Haohai o Labordy Allweddol Gwladol Deunyddiau Crystal Prifysgol Shandong a'r Athro Chen Yanfeng a'r Athro He Cheng o Labordy Allweddol Gwladol Ffiseg Microstrwythur Solid Prifysgol Nanjing wedi cydweithio i ddatrys y problemau. broblem a chynigiodd y mecanwaith cynhyrchu laser o bwmpio cydweithredol phoon-phonon, a chymerodd y grisial laser Nd:YVO4 traddodiadol fel y gwrthrych ymchwil cynrychioliadol. Mae allbwn laser effeithlonrwydd uchel superfluorescence yn cael ei sicrhau trwy dorri trwy'r terfyn lefel ynni electron, a datgelir y berthynas ffisegol rhwng y trothwy cynhyrchu laser a thymheredd (mae rhif ffonon yn perthyn yn agos), ac mae'r ffurf mynegiant yr un fath â chyfraith Curie. Cyhoeddwyd yr astudiaeth yn Nature Communications (doi: 10.1038 / S41467-023-433959-9) o dan yr enw “Laser wedi’i bwmpio’n gydweithredol â Photon-phonon”. Mae Yu Fu a Fei Liang, myfyriwr PhD o Ddosbarth 2020, Labordy Allweddol y Wladwriaeth o Ddeunyddiau Crisial, Prifysgol Shandong, yn gyd-awduron, Cheng He, Labordy Allweddol y Wladwriaeth o Ffiseg Microstrwythur Solet, Prifysgol Nanjing, yw'r ail awdur, a'r Athrawon Yu Mae Haohai a Huaijin Zhang, Prifysgol Shandong, a Yanfeng Chen, Prifysgol Nanjing, yn awduron cyfatebol.
Ers i Einstein gynnig theori ymbelydredd ysgogol golau yn y ganrif ddiwethaf, mae'r mecanwaith laser wedi'i ddatblygu'n llawn, ac ym 1960, dyfeisiodd Maiman y laser cyflwr solet cyntaf a bwmpiwyd yn optegol. Yn ystod cynhyrchu laser, mae ymlacio thermol yn ffenomen ffisegol bwysig sy'n cyd-fynd â chynhyrchu laser, sy'n effeithio'n ddifrifol ar berfformiad laser a'r pŵer laser sydd ar gael. Mae ymlacio thermol ac effaith thermol bob amser wedi'u hystyried fel y paramedrau ffisegol niweidiol allweddol yn y broses laser, y mae'n rhaid eu lleihau gan amrywiol dechnolegau trosglwyddo gwres a rheweiddio. Felly, ystyrir bod hanes datblygiad laser yn hanes y frwydr gyda gwres gwastraff.

Trosolwg damcaniaethol o laser pwmpio cydweithredol ffoton-ffonon

Mae'r tîm ymchwil wedi bod yn ymwneud ag ymchwil deunyddiau optegol laser ac aflinol ers amser maith, ac yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r broses ymlacio thermol wedi'i deall yn ddwfn o safbwynt ffiseg cyflwr solet. Yn seiliedig ar y syniad sylfaenol bod gwres (tymheredd) yn cael ei ymgorffori yn y phonons microcosmig, ystyrir bod ymlacio thermol ei hun yn broses cwantwm o gyplu electron-ffonon, a all wireddu teilwra cwantwm lefelau egni electronau trwy ddylunio laser priodol, a chael sianeli trosglwyddo electronau newydd i gynhyrchu tonfedd newyddlaser. Yn seiliedig ar y meddwl hwn, cynigir egwyddor newydd o gynhyrchu laser pwmpio cydweithredol electron-ffonon, ac mae'r rheol trosglwyddo electronau o dan gyplu electron-ffonon yn deillio trwy gymryd Nd:YVO4, grisial laser sylfaenol, fel gwrthrych cynrychioliadol. Ar yr un pryd, mae laser pwmpio cydweithredol ffoton-ffonon heb ei oeri yn cael ei adeiladu, sy'n defnyddio'r dechnoleg pwmpio deuod laser traddodiadol. Mae laser gyda thonfedd prin 1168nm a 1176nm wedi'i ddylunio. Ar y sail hon, yn seiliedig ar yr egwyddor sylfaenol o gynhyrchu laser a chyplu electron-ffonon, canfyddir bod cynnyrch trothwy cynhyrchu laser a thymheredd yn gyson, sydd yr un fath â mynegiant cyfraith Curie mewn magnetedd, ac mae hefyd yn dangos y gyfraith gorfforol sylfaenol yn y broses bontio cyfnod anhrefnus.

Gwireddiad arbrofol o fenter gydweithredol ffoton-ffononpwmpio laser

Mae'r gwaith hwn yn rhoi persbectif newydd ar gyfer ymchwil flaengar ar fecanwaith cynhyrchu laser,ffiseg laser, a laser ynni uchel, yn nodi dimensiwn dylunio newydd ar gyfer technoleg ehangu tonfedd laser ac archwilio grisial laser, a gall ddod â syniadau ymchwil newydd ar gyfer datblyguopteg cwantwm, meddygaeth laser, arddangos laser a meysydd cais cysylltiedig eraill.