Rezent Fortschrëtter am Lasergeneratiounsmechanismus an nei Laserfuerschung

Rezent Fortschrëtter am Lasergeneratiounsmechanismus an neiLaserfuerschung
Viru kuerzem huet d'Fuerschungsgrupp vum Professer Zhang Huaijin a Professer Yu Haohai vum Staatleche Schlëssellaboratoire fir Kristallmaterialien vun der Shandong Universitéit a Professer Chen Yanfeng a Professer He Cheng vum Staatleche Schlëssellaboratoire fir Feststoffmikrostrukturphysik vun der Nanjing Universitéit zesummegeschafft fir dëst Problem ze léisen an de Lasergeneratiounsmechanismus vum Phoon-Phonon-kollaborativen Pompelprozess virgeschloen, an den traditionellen Nd:YVO4-Laserkristall als representatiivt Fuerschungsobjekt geholl. Déi héich effizient Laserleistung vun der Superfluoreszenz gëtt duerch d'Duerchbroch vun der Elektronenenergieniveaulimit kritt, an déi physikalesch Bezéiung tëscht dem Lasergeneratiounsschwellwäert an der Temperatur (Phononzuel ass enk verbonnen) gëtt opgedeckt, an d'Ausdrocksform ass déiselwecht wéi dem Curie-Gesetz. D'Studie gouf an Nature Communications (doi:10.1038/S41467-023-433959-9) ënnert dem Numm "Photon-phonon kollaborativ gepompelt Laser" publizéiert. Den Yu Fu an de Fei Liang, Doktoranden vun der Klass 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, sinn Co-Éischtauteuren, den Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, ass den zweeten Auteur, an d'Professeren Yu Haohai an Huaijin Zhang, Shandong University, a Yanfeng Chen, Nanjing University, sinn co-korrespondéierend Auteuren.
Zënter datt den Einstein am leschte Joerhonnert d'Theorie vun der stimuléierter Stralung vum Liicht virgestallt huet, ass de Lasermechanismus voll entwéckelt ginn, an am Joer 1960 huet de Maiman den éischten optesch gepompelte Festkierperlaser erfonnt. Wärend der Lasergeneratioun ass d'thermesch Relaxatioun e wichtegt physikalescht Phänomen, dat mat der Lasergeneratioun begleet, wat d'Lasereistung an déi verfügbar Laserleistung eescht beaflosst. D'thermesch Relaxatioun an den thermeschen Effekt goufen ëmmer als déi wichtegst schiedlech physikalesch Parameteren am Laserprozess ugesinn, déi duerch verschidden Hëtziwwerdroungs- a Killtechnologien reduzéiert musse ginn. Dofir gëllt d'Geschicht vun der Laserentwécklung als d'Geschicht vum Kampf mat der Offallhëtzt.

Theoreeteschen Iwwerbléck iwwer de kooperative Photon-Phonon-Pumplaser

D'Fuerschungsteam engagéiert sech zënter laangem an der Fuerschung iwwer Laser a netlinear optesch Materialien, an an de leschte Jore gouf de Prozess vun der thermescher Relaxatioun aus der Perspektiv vun der Festkierperphysik grëndlech verstanen. Baséierend op der Grondiddi, datt Hëtzt (Temperatur) an de mikrokosmesche Phononen verkierpert ass, gëtt ugeholl, datt d'thermesch Relaxatioun selwer e Quanteprozess vun der Elektron-Phonon-Kopplung ass, deen d'Quante-Upassung vun den Elektronenenergieniveauen duerch entspriechend Laserdesign realiséiere kann, an nei Elektroneniwwergangskanäl kritt fir nei Wellelängten ze generéieren.LaserBaséierend op dëser Denkweis gëtt en neit Prinzip vun der Elektron-Phonon-kooperativer Pompellasergeneratioun virgeschloen, an d'Elektroneiwwergangsregel ënner Elektron-Phonon-Kopplung gëtt ofgeleet andeems Nd:YVO4, e Basis-Laserkristall, als representatiivt Objet geholl gëtt. Gläichzäiteg gëtt en ongekillte Photon-Phonon-kooperative Pompellaser konstruéiert, deen déi traditionell Laserdiode-Pompeltechnologie benotzt. E Laser mat rarer Wellelängt vun 1168 nm an 1176 nm gëtt entwéckelt. Op dëser Basis, baséierend op dem Grondprinzip vun der Lasergeneratioun an der Elektron-Phonon-Kopplung, gouf festgestallt, datt d'Produkt vum Lasergeneratiounsschwellwäert an der Temperatur eng Konstant ass, wat d'selwecht ass wéi den Ausdrock vum Curie-Gesetz am Magnetismus, an och dat grondleeënd physikalescht Gesetz am gestéierte Phaseniwwergangsprozess demonstréiert.

Experimentell Realiséierung vun der Photon-Phonon-KooperativPompellaser

Dës Aarbecht bitt eng nei Perspektiv fir modern Fuerschung iwwer de Mechanismus vun der Lasergeneratioun,Laserphysik, an Héichenergielaser, weist op eng nei Designdimensioun fir Laserwellenlängte-Expansiounstechnologie an Laserkristallerfuerschung hin, a kéint nei Fuerschungsideen fir d'Entwécklung vun bréngenQuanteoptik, Lasermedizin, Laserdisplay an aner verwandte Uwendungsfelder.