Viimeaikaiset edistysaskeleet laserin tuotantomekanismissa ja uudessa lasertutkimuksessa

Viimeaikaiset edistysaskeleet lasersukupolttomekanismissa ja uusialasertutkimus
Professori Zhang Huaijinin ja professori Yu Haohain Shandongin yliopiston osavaltion kristallimateriaalien laboratoriosta sekä professori Chen Yanfengin ja professori He Chengin Nanjingin yliopiston osavaltion kiinteän mikrorakenteen fysiikan avainlaboratoriosta koostuvat tutkimusryhmät ovat työskennelleet yhdessä ratkaistakseen ongelmaan ja ehdotti phoon-phonon-yhteispumppauksen lasergenerointimekanismia ja otti perinteisen Nd:YVO4-laserkiteen edustavaksi tutkimusobjektiksi. Superfluoresenssin tehokas lasertulos saadaan rikkomalla elektronien energiatason raja, ja laserin generointikynnyksen ja lämpötilan välinen fysikaalinen suhde paljastuu (fononiluku liittyy läheisesti toisiinsa), ja ilmaisumuoto on sama kuin Curien laissa. Tutkimus julkaistiin Nature Communicationsissa (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) nimellä "Photon-phonon kollaboratiivisesti pumpattu laser". Yu Fu ja Fei Liang, luokan 2020 tohtoriopiskelija, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandongin yliopisto, ovat ensimmäisiä kirjoittajia, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, on toinen kirjoittaja ja professorit Yu Haohai ja Huaijin Zhang Shandongin yliopistosta ja Yanfeng Chen Nanjingin yliopistosta ovat rinnakkaiskirjoittajia.
Sen jälkeen kun Einstein ehdotti valon stimuloidun säteilyn teoriaa viime vuosisadalla, lasermekanismi on kehitetty täysin, ja vuonna 1960 Maiman keksi ensimmäisen optisesti pumpatun solid-state laserin. Laserkehityksen aikana lämpörelaksaatio on tärkeä lasertuotantoon liittyvä fyysinen ilmiö, joka vaikuttaa vakavasti laserin suorituskykyyn ja käytettävissä olevaan lasertehoon. Lämpörelaksaatiota ja lämpövaikutusta on aina pidetty laserprosessin keskeisinä haitallisina fysikaalisina parametreina, joita on vähennettävä erilaisilla lämmönsiirto- ja jäähdytystekniikoilla. Siksi laserkehityksen historiaa pidetään hukkalämmön torjunnan historiana.

Teoreettinen yleiskatsaus fotoni-fononi yhteistoiminnallisesta pumppauslaserista

Tutkimusryhmä on ollut pitkään mukana laser- ja epälineaaristen optisten materiaalien tutkimuksessa, ja viime vuosina lämpörelaksaatioprosessia on ymmärretty syvästi kiinteän olomuodon fysiikan näkökulmasta. Perusajatuksena, että lämpö (lämpötila) sisältyy mikrokosmisiin fononeihin, katsotaan, että lämpörelaksaatio itsessään on elektroni-fononi-kytkennän kvanttiprosessi, joka voi toteuttaa elektronien energiatasojen kvanttiräätälöinnin sopivalla lasersuunnittelulla ja saada aikaan. uusia elektronien siirtymäkanavia uuden aallonpituuden tuottamiseksilaser. Tämän ajattelun pohjalta ehdotetaan uutta elektroni-fononi- yhteistoiminnallisen pumppaavan lasergeneroinnin periaatetta, ja elektroni-fononikytkennän alainen elektronien siirtymäsääntö johdetaan ottamalla Nd:YVO4, peruslaserkide, edustavaksi objektiksi. Samalla rakennetaan jäähdyttämätön fotoni-fononi yhteistoiminnallinen pumppauslaser, joka käyttää perinteistä laserdiodipumpputekniikkaa. Harvinaisilla aallonpituuksilla 1168nm ja 1176nm on suunniteltu laser. Tältä pohjalta, lasergeneroinnin ja elektroni-fononikytkennän perusperiaatteeseen perustuen, havaitaan, että laserituotannon kynnyksen ja lämpötilan tulo on vakio, joka on sama kuin Curien lain magnetismissa ilmaisu, ja se myös osoittaa fysiikan peruslaki epäjärjestyneessä faasimuutosprosessissa.

Fotoni-fononi-osuuskunnan kokeellinen toteutuspumppaava laser

Tämä työ tarjoaa uuden näkökulman lasergenerointimekanismien huippututkimukseen,laserfysiikka, ja korkean energian laser, tuo esiin uuden suunnitteluulottuvuuden laseraallonpituuden laajennusteknologiassa ja laserkidetutkimuksessa ja voi tuoda uusia tutkimusideoitakvanttioptiikka, laserlääketiede, lasernäyttö ja muut asiaan liittyvät sovellusalat.