Nedavni napredak u mehanizmu generisanja lasera i nova istraživanja lasera

Nedavni napredak u mehanizmu generisanja lasera i novilasersko istraživanje
Nedavno je istraživačka grupa profesora Zhang Huaijina i profesora Yu Haohaija iz Državne ključne laboratorije za kristalne materijale Univerziteta Shandong, te profesora Chen Yanfenga i profesora He Chenga iz Državne ključne laboratorije za fiziku čvrstih mikrostruktura Univerziteta Nanjing, zajedno radila na rješavanju problema i predložila mehanizam generiranja lasera putem kolaborativnog pumpanja foona i foona, uzimajući tradicionalni Nd:YVO4 laserski kristal kao reprezentativni istraživački objekt. Visokoefikasni laserski izlaz superfluorescencije postiže se probijanjem granice energetskog nivoa elektrona, a otkriven je fizički odnos između praga generiranja lasera i temperature (broj fonona je usko povezan), a oblik izraza je isti kao i Curiejev zakon. Studija je objavljena u časopisu Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) pod nazivom „Kolaborativno pumpani laser fotona i fonona“. Yu Fu i Fei Liang, doktorand generacije 2020, Državna ključna laboratorija za kristalne materijale, Univerzitet Shandong, su koautori, Cheng He, Državna ključna laboratorija za fiziku mikrostruktura čvrstih tijela, Univerzitet Nanjing, je drugi autor, a profesori Yu Haohai i Huaijin Zhang, Univerzitet Shandong, i Yanfeng Chen, Univerzitet Nanjing, su koautori za korespondenciju.
Otkako je Einstein predložio teoriju stimuliranog zračenja svjetlosti u prošlom stoljeću, laserski mehanizam je u potpunosti razvijen, a 1960. godine Maiman je izumio prvi optički pumpani laser u čvrstom stanju. Tokom generiranja lasera, termička relaksacija je važan fizički fenomen koji prati generiranje lasera, što ozbiljno utječe na performanse lasera i dostupnu snagu lasera. Termička relaksacija i termalni efekt oduvijek su smatrani ključnim štetnim fizičkim parametrima u laserskom procesu, koji se moraju smanjiti raznim tehnologijama prijenosa topline i hlađenja. Stoga se historija razvoja lasera smatra historijom borbe s otpadnom toplinom.

Teorijski pregled foton-fononskog kooperativnog pumpnog lasera

Istraživački tim se dugo bavi istraživanjem lasera i nelinearnih optičkih materijala, a posljednjih godina proces termalne relaksacije je duboko shvaćen iz perspektive fizike čvrstog stanja. Na osnovu osnovne ideje da je toplota (temperatura) utjelovljena u mikrokosmičkim fononima, smatra se da je sama termalna relaksacija kvantni proces spajanja elektrona i fonona, koji može ostvariti kvantno prilagođavanje energetskih nivoa elektrona kroz odgovarajući dizajn lasera i dobiti nove kanale elektronskog prelaza za generisanje novih talasnih dužina.laserNa osnovu ovog razmišljanja, predložen je novi princip generisanja kooperativnog pumpnog lasera elektron-fonon, a pravilo elektronskog prelaza pri elektron-fononskom spajanju izvedeno je uzimanjem Nd:YVO4, osnovnog laserskog kristala, kao reprezentativnog objekta. Istovremeno, konstruisan je nehlađeni kooperativni pumpni laser foton-fonon, koji koristi tradicionalnu tehnologiju pumpanja laserskom diodom. Dizajniran je laser sa rijetkom talasnom dužinom od 1168nm i 1176nm. Na osnovu toga, na osnovu osnovnog principa generisanja lasera i elektron-fononskog spajanja, utvrđeno je da je proizvod praga generisanja lasera i temperature konstanta, što je isto kao i izraz Kirijevog zakona u magnetizmu, a takođe demonstrira osnovni fizički zakon u procesu neuređenog faznog prelaza.

Eksperimentalna realizacija foton-fononske kooperativepumpni laser

Ovaj rad pruža novu perspektivu za najsavremenija istraživanja mehanizma generisanja lasera,laserska fizika, i visokoenergetski laser, ukazuje na novu dimenziju dizajna za tehnologiju proširenja valne dužine lasera i istraživanje laserskih kristala, te može donijeti nove istraživačke ideje za razvojkvantna optika, laserska medicina, laserski displej i druga srodna područja primjene.