Përparimet e fundit në mekanizmin e gjenerimit të lazerit dhe kërkimet e reja me lazer

Përparimet e fundit në mekanizmin e gjenerimit me lazer dhe të rejahulumtim me lazer
Kohët e fundit, grupi kërkimor i profesor Zhang Huaijin dhe profesor Yu Haohai i Laboratorit Shtetëror të Materialeve Kristale të Universitetit Shandong dhe Profesor Chen Yanfeng dhe Profesor He Cheng i Laboratorit Çelës Shtetëror të Fizikës së Mikrostrukturës së Ngurtë të Universitetit Nanjing kanë punuar së bashku për të zgjidhur problemin. problemi dhe propozoi mekanizmin e gjenerimit të lazerit të pompimit bashkëpunues fon-fonon, dhe mori kristalin lazer tradicional Nd:YVO4 si objekt kërkimor përfaqësues. Prodhimi i lazerit me efikasitet të lartë të superfluoreshencës përftohet duke thyer kufirin e nivelit të energjisë së elektroneve dhe zbulohet marrëdhënia fizike midis pragut të gjenerimit të lazerit dhe temperaturës (numri i fononit është i lidhur ngushtë) dhe forma e shprehjes është e njëjtë me ligjin e Curie-t. Studimi u botua në Nature Communications (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) me emrin "Lazer i pompuar në mënyrë bashkëpunuese me foton-fonon". Yu Fu dhe Fei Liang, studente doktorature e klasës 2020, Laboratori Shtetëror Çelës i Materialeve Kristal, Universiteti Shandong, janë bashkë-autorët e parë, Cheng He, Laboratori Shtetëror Çelës i Fizikës së Mikrostrukturës së Ngurtë, Universiteti Nanjing, është autori i dytë, dhe profesorët Yu Haohai dhe Huaijin Zhang, Universiteti Shandong dhe Yanfeng Chen, Universiteti Nanjing, janë autorë bashkëkorrespondues.
Që kur Ajnshtajni propozoi teorinë e rrezatimit të stimuluar të dritës në shekullin e kaluar, mekanizmi lazer është zhvilluar plotësisht, dhe në vitin 1960, Maiman shpiku lazerin e parë të pompuar optikisht në gjendje të ngurtë. Gjatë gjenerimit të lazerit, relaksimi termik është një fenomen i rëndësishëm fizik që shoqëron gjenerimin e lazerit, i cili ndikon seriozisht në performancën e lazerit dhe fuqinë e disponueshme të lazerit. Relaksimi termik dhe efekti termik janë konsideruar gjithmonë si parametrat kryesorë fizikë të dëmshëm në procesin e laserit, të cilët duhet të reduktohen nga teknologjitë e ndryshme të transferimit të nxehtësisë dhe ftohjes. Prandaj, historia e zhvillimit të lazerit konsiderohet të jetë historia e luftës me nxehtësinë e mbeturinave.

Pasqyrë teorike e lazerit pompues kooperativë foton-fonon

Ekipi hulumtues ka qenë prej kohësh i angazhuar në kërkimin e materialeve optike me lazer dhe jolineare, dhe vitet e fundit, procesi i relaksimit termik është kuptuar thellësisht nga këndvështrimi i fizikës së gjendjes së ngurtë. Bazuar në idenë bazë se nxehtësia (temperatura) është e mishëruar në fononet mikrokozmike, konsiderohet se vetë relaksimi termik është një proces kuantik i bashkimit elektron-fonon, i cili mund të realizojë përshtatjen kuantike të niveleve të energjisë së elektroneve përmes dizajnit të përshtatshëm lazer dhe të marrë kanale të reja të tranzicionit elektronik për të gjeneruar gjatësi vale të relazer. Bazuar në këtë mendim, propozohet një parim i ri i gjenerimit të lazerit me pompim kooperativ elektron-fonon dhe rregulli i tranzicionit elektron nën bashkimin elektron-fonon rrjedh duke marrë Nd:YVO4, një kristal lazer bazë, si një objekt përfaqësues. Në të njëjtën kohë, ndërtohet një lazer pompues kooperativë i paftohur foton-fonon, i cili përdor teknologjinë tradicionale të pompimit me diodë lazer. Është projektuar lazer me gjatësi vale të rrallë 1168nm dhe 1176nm. Mbi këtë bazë, bazuar në parimin bazë të gjenerimit të lazerit dhe bashkimit elektron-fonon, konstatohet se produkti i pragut dhe temperaturës së gjenerimit lazer është një konstante, e cila është e njëjtë me shprehjen e ligjit të Curie-t në magnetizëm, dhe gjithashtu demonstron ligji bazë fizik në procesin e tranzicionit të fazës së çrregullt.

Realizimi eksperimental i kooperativës foton-fononpompimi lazer

Kjo punë ofron një perspektivë të re për kërkimin më të fundit mbi mekanizmin e gjenerimit me lazer,fizika lazer, dhe lazeri me energji të lartë, vë në dukje një dimension të ri të projektimit për teknologjinë e zgjerimit të gjatësisë së valës lazer dhe eksplorimin e kristaleve me lazer, dhe mund të sjellë ide të reja kërkimore për zhvillimin eoptika kuantike, mjekësi lazer, ekran lazer dhe fusha të tjera të lidhura me aplikimin.