Avances recentes no mecanismo de xeración de láser e novas investigacións sobre láser

Avances recentes no mecanismo de xeración de láser e novosinvestigación con láser
Recentemente, o grupo de investigación do profesor Zhang Huaijin e o profesor Yu Haohai do Laboratorio Estatal de Materiais Cristais da Universidade de Shandong e o Profesor Chen Yanfeng e o Profesor He Cheng do Laboratorio Estatal de Física de Microestrutura Sólida da Universidade de Nanjing traballaron xuntos para resolver o problema. problema e propuxo o mecanismo de xeración de láser de bombeo colaborativo foón-fonón, e tomou o cristal láser Nd:YVO4 tradicional como obxecto de investigación representativo. A saída de láser de alta eficiencia da superfluorescencia obtense traspasando o límite do nivel de enerxía de electróns e revélase a relación física entre o limiar de xeración de láser e a temperatura (o número de fonóns está intimamente relacionado) e a forma de expresión é a mesma que a lei de Curie. O estudo publicouse en Nature Communications (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) baixo o nome de "Láser de bombeo colaborativo de fotóns-fonóns". Yu Fu e Fei Liang, estudante de doutoramento da clase 2020, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, son co-primeiros autores, Cheng He, State Key Laboratory of Solid Microstructure Physics, Nanjing University, é o segundo autor e os profesores Yu Haohai e Huaijin Zhang, da Universidade de Shandong, e Yanfeng Chen, da Universidade de Nanjing, son autores correspondentes.
Desde que Einstein propuxo a teoría da radiación estimulada da luz no século pasado, o mecanismo láser desenvolveuse plenamente e, en 1960, Maiman inventou o primeiro láser de estado sólido bombeado ópticamente. Durante a xeración do láser, a relaxación térmica é un fenómeno físico importante que acompaña á xeración do láser, que afecta seriamente o rendemento do láser e a potencia do láser dispoñible. A relaxación térmica e o efecto térmico sempre foron considerados os principais parámetros físicos nocivos no proceso láser, que deben reducirse mediante diversas tecnoloxías de transferencia de calor e refrixeración. Polo tanto, a historia do desenvolvemento do láser considérase como a historia da loita contra a calor residual.

Visión xeral teórica do láser de bombeo cooperativo fotón-fonón

O equipo de investigación leva moito tempo dedicado á investigación con láser e materiais ópticos non lineais e, nos últimos anos, o proceso de relaxación térmica foi profundamente comprendido desde a perspectiva da física do estado sólido. Baseándose na idea básica de que a calor (temperatura) está incorporada nos fonóns microcósmicos, considérase que a propia relaxación térmica é un proceso cuántico de acoplamento electrón-fonón, que pode realizar a adaptación cuántica dos niveis de enerxía electrónica mediante un deseño láser axeitado e obter novas canles de transición electrónica para xerar nova lonxitude de ondaláser. Con base neste pensamento, proponse un novo principio de xeración de láser de bombeo cooperativo electrón-fonón, e a regra de transición electrónica baixo o acoplamento electrón-fonón derívase tomando Nd:YVO4, un cristal láser básico, como obxecto representativo. Ao mesmo tempo, constrúese un láser de bombeo cooperativo fotón-fonón sen arrefriar, que utiliza a tecnoloxía tradicional de bombeo de diodos láser. Deseño láser cunha lonxitude de onda rara de 1168 nm e 1176 nm. Sobre esta base, baseándose no principio básico da xeración de láser e do acoplamento electrón-fonón, compróbase que o produto do limiar de xeración do láser e a temperatura é unha constante, que é o mesmo que a expresión da lei de Curie no magnetismo, e tamén demostra. a lei física básica no proceso de transición de fase desordenada.

Realización experimental da cooperativa fotón-fonónláser de bombeo

Este traballo proporciona unha nova perspectiva para a investigación de vangarda sobre o mecanismo de xeración de láser,física láser, e láser de alta enerxía, sinala unha nova dimensión de deseño para a tecnoloxía de expansión da lonxitude de onda láser e a exploración de cristais láser, e pode aportar novas ideas de investigación para o desenvolvemento deóptica cuántica, medicina láser, pantalla láser e outros campos de aplicación relacionados.