უახლესი მიღწევები ლაზერული გენერირების მექანიზმში და ახალი ლაზერული კვლევა

ლაზერული გენერირების მექანიზმის უახლესი მიღწევები და ახალილაზერული კვლევა
ცოტა ხნის წინ, პროფესორ ჟან ჰუაიჯინის და პროფესორ იუ ჰაოჰაის კვლევითი ჯგუფი შანდონგის უნივერსიტეტის კრისტალური მასალების სახელმწიფო საკვანძო ლაბორატორიიდან და პროფესორი ჩენ იანფენგი და პროფესორი ჰე ჩენგი ნანკინის უნივერსიტეტის მყარი მიკროსტრუქტურის ფიზიკის სახელმწიფო საკვანძო ლაბორატორიიდან ერთად მუშაობდნენ პრობლემის გადასაჭრელად. პრობლემა და შემოგვთავაზა ფონ-ფონონის ერთობლივი ტუმბოს ლაზერული გენერირების მექანიზმი და აიღო ტრადიციული Nd:YVO4 ლაზერული კრისტალი, როგორც წარმომადგენლობითი კვლევის ობიექტი. ზეფლუორესცენციის მაღალი ეფექტურობის ლაზერული გამომავალი მიიღება ელექტრონის ენერგიის დონის ლიმიტის გარღვევით და ვლინდება ფიზიკური კავშირი ლაზერის წარმოქმნის ზღურბლსა და ტემპერატურას შორის (ფონონის რიცხვი მჭიდრო კავშირშია) და გამოხატვის ფორმა იგივეა, რაც კიურის კანონი. კვლევა გამოქვეყნდა Nature Communications-ში (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) სახელწოდებით „ფოტონ-ფონონთა ერთობლივად ამოტუმბული ლაზერი“. იუ ფუ და ფეი ლიანგი, 2020 კლასის დოქტორანტი, კრისტალური მასალების სახელმწიფო საკვანძო ლაბორატორია, შანდონგის უნივერსიტეტი, თანა-პირველი ავტორები არიან, ჩენგ ჰე, მყარი მიკროსტრუქტურის ფიზიკის სახელმწიფო საკვანძო ლაბორატორია, ნანჯინგის უნივერსიტეტი, არის მეორე ავტორი, ხოლო პროფესორები იუ Haohai და Huaijin Zhang, Shandong University და Yanfeng Chen, Nanjing University, თანაკორესპონდენტები არიან.
მას შემდეგ, რაც აინშტაინმა შემოგვთავაზა სინათლის სტიმულირებული გამოსხივების თეორია გასულ საუკუნეში, ლაზერული მექანიზმი სრულად განვითარდა და 1960 წელს მაიმანმა გამოიგონა პირველი ოპტიკურად ამოტუმბული მყარი მდგომარეობის ლაზერი. ლაზერული გენერირების დროს თერმული რელაქსაცია არის მნიშვნელოვანი ფიზიკური ფენომენი, რომელიც თან ახლავს ლაზერის წარმოქმნას, რომელიც სერიოზულად მოქმედებს ლაზერის მუშაობაზე და ლაზერის ხელმისაწვდომ სიმძლავრეზე. თერმორელაქსაცია და თერმული ეფექტი ყოველთვის განიხილებოდა ლაზერული პროცესის ძირითად მავნე ფიზიკურ პარამეტრებად, რომლებიც უნდა შემცირდეს სხვადასხვა სითბოს გადაცემისა და გაგრილების ტექნოლოგიებით. აქედან გამომდინარე, ლაზერული განვითარების ისტორია ითვლება ნარჩენების სითბოსთან ბრძოლის ისტორიად.

ფოტონ-ფონონის კოოპერატიული სატუმბი ლაზერის თეორიული მიმოხილვა

კვლევითი გუნდი დიდი ხანია დაკავებულია ლაზერული და არაწრფივი ოპტიკური მასალების კვლევაში და ბოლო წლებში თერმული რელაქსაციის პროცესი ღრმად იქნა გაგებული მყარი მდგომარეობის ფიზიკის პერსპექტივიდან. იმ ძირითადი იდეიდან გამომდინარე, რომ სითბო (ტემპერატურა) არის ჩასახული მიკროკოსმოსურ ფონონებში, ითვლება, რომ თერმული რელაქსაცია არის ელექტრონ-ფონონის შეერთების კვანტური პროცესი, რომელსაც შეუძლია განახორციელოს ელექტრონების ენერგიის დონეების კვანტური მორგება შესაბამისი ლაზერული დიზაინის საშუალებით და მიიღოს. ახალი ელექტრონების გარდამავალი არხები ახალი ტალღის სიგრძის გენერირებისთვისლაზერული. ამ აზროვნებიდან გამომდინარე, შემოთავაზებულია ელექტრონ-ფონონთა კოოპერატიული სატუმბი ლაზერის წარმოქმნის ახალი პრინციპი და ელექტრონ-ფონონების შეერთების დროს ელექტრონების გარდამავალი წესი მიღებულია Nd:YVO4, ძირითადი ლაზერული კრისტალის, როგორც წარმომადგენლობითი ობიექტის აღებით. ამავდროულად, აგებულია გაუცივებელი ფოტონ-ფონონის კოოპერატიული სატუმბი ლაზერი, რომელიც იყენებს ტრადიციულ ლაზერული დიოდური სატუმბი ტექნოლოგიას. შექმნილია ლაზერი იშვიათი ტალღის სიგრძით 1168 ნმ და 1176 ნმ. ამის საფუძველზე, ლაზერული გენერირებისა და ელექტრონ-ფონონის შეერთების ძირითად პრინციპზე დაყრდნობით, აღმოჩნდა, რომ ლაზერული წარმოქმნის ზღურბლისა და ტემპერატურის პროდუქტი არის მუდმივი, რაც იგივეა, რაც კურიის კანონის გამოხატულება მაგნიტიზმში და ასევე აჩვენებს. ძირითადი ფიზიკური კანონი მოუწესრიგებელი ფაზის გადასვლის პროცესში.

ფოტონ-ფონონის კოოპერატივის ექსპერიმენტული რეალიზაციასატუმბი ლაზერი

ეს ნაშრომი იძლევა ახალ პერსპექტივას ლაზერული გენერირების მექანიზმის უახლესი კვლევისთვის,ლაზერული ფიზიკადა მაღალი ენერგიის ლაზერი, მიუთითებს დიზაინის ახალ განზომილებაში ლაზერული ტალღის სიგრძის გაფართოების ტექნოლოგიისა და ლაზერული კრისტალების გამოკვლევისთვის და შეიძლება მოიტანოს ახალი კვლევის იდეები განვითარებისთვის.კვანტური ოპტიკა, ლაზერული მედიცინა, ლაზერული ჩვენება და სხვა დაკავშირებული აპლიკაციების ველები.