Լազերային գեներացիայի մեխանիզմի վերջին նվաճումները և նոր լազերային հետազոտությունները

Լազերային գեներացիայի մեխանիզմի վերջին նվաճումները և նորերըլազերային հետազոտություն
Վերջերս Շանդոնգի համալսարանի բյուրեղային նյութերի պետական ​​հիմնական լաբորատորիայի պրոֆեսոր Չժան Հուաիջինի և պրոֆեսոր Յու Հաոհայի, ինչպես նաև Նանկինի համալսարանի պինդ միկրոկառուցվածքի ֆիզիկայի պետական ​​հիմնական լաբորատորիայի պրոֆեսոր Չեն Յանֆենի և պրոֆեսոր Հե Չենգի հետազոտական ​​խումբը համատեղ աշխատել է խնդիրը լուծելու համար և առաջարկել է ֆուն-ֆոնոն համագործակցային պոմպի լազերի առաջացման մեխանիզմը՝ որպես ներկայացուցչական հետազոտական ​​օբյեկտ ընդունելով ավանդական Nd:YVO4 լազերային բյուրեղը: Գերֆլուորեսցենցիայի բարձր արդյունավետությամբ լազերային ելքը ստացվում է էլեկտրոնի էներգիայի մակարդակի սահմանը խախտելով, և բացահայտվում է լազերի առաջացման շեմի և ջերմաստիճանի միջև ֆիզիկական կապը (ֆոնոնի թիվը սերտորեն կապված է), և արտահայտման ձևը նույնն է, ինչ Կյուրիի օրենքը: Ուսումնասիրությունը հրապարակվել է Nature Communications-ում (doi:10.1038/S41467-023-433959-9)՝ «Ֆոտոն-ֆոնոն համագործակցային պոմպային լազեր» անվամբ: Շանդունգ համալսարանի բյուրեղային նյութերի պետական ​​հիմնական լաբորատորիայի 2020 թվականի կուրսի դոկտորանտ Յու Ֆուն և Ֆեյ Լիանգը համահեղինակներն են, երկրորդ հեղինակը՝ Նանկինի համալսարանի պինդ միկրոկառուցվածքների ֆիզիկայի պետական ​​հիմնական լաբորատորիայի Չենգ Հեն, իսկ համահեղինակներ են Շանդունգի համալսարանի պրոֆեսորներ Յու Հաոհայը և Հուաիջին Չժանը, ինչպես նաև Նանկինի համալսարանի Յանֆենգ Չենը։
Այնշտայնի կողմից լույսի խթանված ճառագայթման տեսության առաջարկից ի վեր, լազերի մեխանիզմը լիովին մշակվել է, և 1960 թվականին Մեյմանը հորինել է առաջին օպտիկապես պոմպային պինդ վիճակի լազերը: Լազերի ստեղծման ընթացքում ջերմային թուլացումը լազերի ստեղծմանը ուղեկցող կարևոր ֆիզիկական երևույթ է, որը լրջորեն ազդում է լազերի աշխատանքի և հասանելի լազերի հզորության վրա: Ջերմային թուլացումը և ջերմային էֆեկտը միշտ համարվել են լազերային գործընթացի հիմնական վնասակար ֆիզիկական պարամետրերը, որոնք պետք է նվազեցվեն տարբեր ջերմափոխանակման և սառեցման տեխնոլոգիաների միջոցով: Հետևաբար, լազերի զարգացման պատմությունը համարվում է թափոնային ջերմության դեմ պայքարի պատմություն:

Ֆոտոն-ֆոնոնային համագործակցային պոմպային լազերի տեսական ակնարկ

Հետազոտական ​​խումբը վաղուց զբաղվում է լազերային և ոչ գծային օպտիկական նյութերի հետազոտություններով, և վերջին տարիներին ջերմային թուլացման գործընթացը խորապես հասկացվել է պինդ մարմնի ֆիզիկայի տեսանկյունից: Հիմնվելով այն հիմնական գաղափարի վրա, որ ջերմությունը (ջերմաստիճանը) մարմնավորված է միկրոտիեզերական ֆոնոններում, համարվում է, որ ջերմային թուլացումն ինքնին էլեկտրոն-ֆոնոն կապի քվանտային գործընթաց է, որը կարող է իրականացնել էլեկտրոնային էներգիայի մակարդակների քվանտային հարմարեցում՝ համապատասխան լազերային նախագծման միջոցով, և ստանալ նոր էլեկտրոնային անցումային ալիքներ՝ նոր ալիքի երկարություն ստեղծելու համար:լազերԱյս մտածողության հիման վրա առաջարկվում է էլեկտրոն-ֆոնոնային համագործակցային պոմպային լազերի ստեղծման նոր սկզբունք, և էլեկտրոն-ֆոնոնային կապի դեպքում էլեկտրոնային անցման կանոնը ստացվում է՝ Nd:YVO4-ը, որը հիմնական լազերային բյուրեղ է, որպես ներկայացուցչական օբյեկտ վերցնելով։ Միաժամանակ, կառուցվում է չսառեցված ֆոտոն-ֆոնոնային համագործակցային պոմպային լազեր, որն օգտագործում է ավանդական լազերային դիոդային պոմպային տեխնոլոգիան։ Նախագծվում է 1168 նմ և 1176 նմ հազվագյուտ ալիքի երկարությամբ լազեր։ Այս հիմքի վրա, լազերի ստեղծման և էլեկտրոն-ֆոնոնային կապի հիմնական սկզբունքի հիման վրա, պարզվում է, որ լազերի ստեղծման շեմի և ջերմաստիճանի արտադրյալը հաստատուն է, որը նույնն է, ինչ Կյուրիի օրենքի արտահայտությունը մագնիսականության մեջ, և նաև ցույց է տալիս անկարգ փուլային անցման գործընթացում ֆիզիկական հիմնական օրենքը։

Ֆոտոն-ֆոնոն կոոպերատիվի փորձարարական իրականացումպոմպային լազեր

Այս աշխատանքը նոր հեռանկար է բացում լազերային գեներացման մեխանիզմի առաջադեմ հետազոտությունների համար,լազերային ֆիզիկաև բարձր էներգիայի լազերը մատնանշում է լազերային ալիքի երկարության ընդլայնման տեխնոլոգիայի և լազերային բյուրեղների ուսումնասիրության նոր նախագծային չափում և կարող է նոր հետազոտական ​​գաղափարներ բերել մշակման համար։քվանտային օպտիկա, լազերային բժշկություն, լազերային ցուցադրություն և այլ հարակից կիրառման ոլորտներ։