Përparimet e fundit në mekanizmin e gjenerimit të lazerit dhe kërkimet e reja mbi lazerin

Përparimet e fundit në mekanizmin e gjenerimit të lazerit dhe të rejatkërkime me lazer
Kohët e fundit, grupi kërkimor i Profesor Zhang Huaijin dhe Profesor Yu Haohai të Laboratorit Shtetëror të Materialeve Kristalore të Universitetit Shandong dhe Profesor Chen Yanfeng dhe Profesor He Cheng të Laboratorit Shtetëror të Fizikës së Mikrostrukturës së Ngurtë të Universitetit Nanjing kanë punuar së bashku për të zgjidhur problemin dhe kanë propozuar mekanizmin e gjenerimit të lazerit të pompimit bashkëpunues phoon-fonon, dhe kanë marrë kristalin tradicional lazer Nd:YVO4 si objektin përfaqësues të kërkimit. Prodhimi i lazerit me efikasitet të lartë i superfluoreshencës merret duke thyer limitin 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) nën emrin "Lazer i pompuar bashkërisht foton-phonon". Yu Fu dhe Fei Liang, student i doktoraturës i vitit 2020, Laboratori Shtetëror i Materialeve Kristalore, Universiteti Shandong, janë bashkëautorë të parë, Cheng He, Laboratori Shtetëror 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 bashkëautorë korrespondues.
Që kur Ajnshtajni propozoi teorinë e rrezatimit të stimuluar të dritës në shekullin e kaluar, mekanizmi i lazerit është zhvilluar plotësisht dhe në vitin 1960, Maiman shpiku lazerin e parë në gjendje të ngurtë me pompë optike. 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 lazerit, të cilët duhet të reduktohen nga teknologji të ndryshme të transferimit të nxehtësisë dhe ftohjes. Prandaj, historia e zhvillimit të lazerit konsiderohet të jetë historia e luftës me nxehtësinë e mbetur.

Përmbledhje teorike e lazerit pompues bashkëpunues foton-fonon

Ekipi kërkimor është angazhuar prej kohësh në kërkimin e materialeve optike me lazer dhe jolineare, dhe në vitet e fundit, procesi i relaksimit termik është kuptuar thellësisht nga perspektiva e fizikës së gjendjes së ngurtë. Bazuar në idenë themelore se nxehtësia (temperatura) mishërohet në fononet mikrokozmike, konsiderohet se vetë relaksimi termik është një proces kuantik i çiftëzimit elektron-fonon, i cili mund të realizojë përshtatjen kuantike të niveleve të energjisë së elektroneve përmes dizajnit të përshtatshëm me lazer, dhe të marrë kanale të reja të tranzicionit të elektroneve për të gjeneruar gjatësi vale të re.lazerBazuar në këtë mendim, propozohet një parim i ri i gjenerimit të lazerit bashkëpunues me pompë elektron-fonon, dhe rregulli i tranzicionit të elektroneve nën çiftëzimin elektron-fonon nxirret duke marrë Nd:YVO4, një kristal lazeri bazë, si një objekt përfaqësues. Në të njëjtën kohë, ndërtohet një lazer bashkëpunues foton-fonon i paftohur, i cili përdor teknologjinë tradicionale të pompimit të diodës lazer. Është projektuar një lazer me gjatësi vale të rrallë 1168nm dhe 1176nm. Mbi këtë bazë, bazuar në parimin bazë të gjenerimit të lazerit dhe çiftëzimit elektron-fonon, është gjetur se produkti i pragut të gjenerimit të lazerit dhe temperaturës është një konstante, e cila është e njëjtë me shprehjen e ligjit të Curie-t në magnetizëm, dhe gjithashtu demonstron ligjin themelor fizik në procesin e çrregullt të tranzicionit të fazës.

Realizimi eksperimental i bashkëveprimit foton-fononlazer pompues

Kjo punë ofron një perspektivë të re për kërkime të përparuara mbi mekanizmin e gjenerimit të lazerit,fizikë lazeri, dhe lazeri me energji të lartë, nxjerr në pah një dimension të ri të projektimit për teknologjinë e zgjerimit të gjatësisë së valës me lazer dhe eksplorimin e kristaleve me lazer, dhe mund të sjellë ide të reja kërkimore për zhvillimin eoptikë kuantike, mjekësia me lazer, shfaqja me lazer dhe fusha të tjera të aplikimit të lidhura.