Nya framsteg inom lasergenereringsmekanism och nyalaserforskning
Nyligen har forskargruppen av professor Zhang Huaijin och professor Yu Haohai från State Key Laboratory of Crystal Materials vid Shandong University och professor Chen Yanfeng och professor He Cheng från State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics vid Nanjing University arbetat tillsammans för att lösa problemet problem och föreslog lasergenereringsmekanismen för phoon-phonon-samarbetspumpning, och tog den traditionella Nd:YVO4-laserkristallen som representativt forskningsobjekt. Den högeffektiva laserutgången för superfluorescens erhålls genom att bryta igenom elektronenerginivågränsen, och det fysiska förhållandet mellan lasergenereringströskeln och temperaturen (fononnumret är nära relaterat) avslöjas, och uttrycksformen är densamma som Curies lag. Studien publicerades i Nature Communications (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) under namnet "Photon-phonon collaboratively pumped laser". Yu Fu och Fei Liang, doktorand i klass 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, är medförfattare, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, är den andra författaren, och professorerna Yu Haohai och Huaijin Zhang, Shandong University, och Yanfeng Chen, Nanjing University, är medförfattare.
Sedan Einstein föreslog teorin om stimulerad strålning av ljus under förra seklet har lasermekanismen utvecklats fullt ut, och 1960 uppfann Maiman den första optiskt pumpade halvledarlasern. Under lasergenerering är termisk avslappning ett viktigt fysiskt fenomen som följer med lasergenerering, vilket allvarligt påverkar laserprestanda och tillgänglig laserkraft. Termisk avslappning och termisk effekt har alltid ansetts vara de viktigaste skadliga fysiska parametrarna i laserprocessen, som måste reduceras med olika värmeöverförings- och kyltekniker. Därför anses historien om laserutveckling vara historien om kampen med spillvärme.
Teoretisk översikt av foton-fonon kooperativ pumpande laser
Forskargruppen har länge varit engagerad i forskning om laser och icke-linjära optiska material, och under de senaste åren har den termiska avslappningsprocessen blivit djupt förstådd ur fast tillståndets fysiks perspektiv. Baserat på den grundläggande idén att värme (temperatur) är förkroppsligad i de mikrokosmiska fononerna, anses det att termisk avslappning i sig är en kvantprocess av elektron-fononkoppling, som kan realisera kvantanpassning av elektronenerginivåer genom lämplig laserdesign, och erhålla nya elektronövergångskanaler för att generera ny våglängdlaser. Baserat på detta tänkande föreslås en ny princip för elektron-fonon-kooperativ pumpande lasergenerering, och elektronövergångsregeln under elektron-fonon-koppling härleds genom att ta Nd:YVO4, en grundläggande laserkristall, som ett representativt objekt. Samtidigt konstrueras en okyld foton-fonon kooperativ pumplaser, som använder den traditionella laserdiodpumpningstekniken. Laser med sällsynta våglängder 1168nm och 1176nm är designad. Baserat på den grundläggande principen för lasergenerering och elektron-fononkoppling, har det visat sig att produkten av lasergenereringströskel och temperatur är en konstant, vilket är detsamma som uttrycket för Curies lag inom magnetism, och visar också den grundläggande fysiska lagen i den oordnade fasövergångsprocessen.
Experimentell realisering av foton-fonon-kooperativpumpande laser
Detta arbete ger ett nytt perspektiv för banbrytande forskning om lasergenereringsmekanism,laserfysik, och högenergilaser, pekar ut en ny designdimension för laservåglängdsexpansionsteknologi och laserkristallutforskning, och kan komma med nya forskningsidéer för utveckling avkvantoptik, lasermedicin, laserdisplay och andra relaterade tillämpningsområden.
Posttid: 2024-jan-15