Kinijos mokslininkai sukūrė itin ploną, energiją taupantį optinį kristalą

Optinis kristalas gali realizuoti dažnio konvertavimą, parametrinį stiprinimą, signalo moduliavimą ir kitas funkcijas, yra lazerinės technologijos „širdis“. Po ilgus metus trukusių tyrimų Pekino universiteto komanda kūrybiškai iškėlė naują optinių kristalų teoriją ir pirmą kartą panaudojo lengvųjų elementų medžiagą boro nitridą ruošiant...
Optinis kristalas gali realizuoti dažnio konvertavimą, parametrinį stiprinimą, signalo moduliavimą ir kitas funkcijas, yra lazerinės technologijos „širdis“. Po ilgus metus trukusių tyrimų Pekino universiteto komanda kūrybiškai pateikė naują optinių kristalų teoriją ir panaudojo lengvųjų elementų medžiagą boro nitridą, kad paruoštų itin ploną, didelio efektyvumo optinį kristalą „kampinį rombinį boro nitridą“ (trumpai – TBN). pirmą kartą, kuris padeda teorinį ir materialinį pagrindą naujos kartos lazerių technologijoms. Rezultatai buvo paskelbti Physical Review Letters, pirmaujančiame fizikos žurnale.
Kinijos mokslų akademijos akademikas ir Pekino universiteto Fizikos mokyklos profesorius Wang Engo išskirtiniame interviu naujienų agentūrai Xinhua sakė, kad šis pasiekimas yra ne tik originalus Kinijos optinių kristalų teorijos proveržis, atveriantis naują lauką. optinių kristalų paruošimo naudojant dvimates plonasluoksnes medžiagas su šviesos elementais, bet taip pat paruošiamas tik mikrometrų storio TBN, kuris yra ploniausias pasaulyje iki šiol žinomas optinis kristalas, kurio energijos vartojimo efektyvumas yra nuo 100 iki 10,{{ 4}} milijonų kartų didesnis, palyginti su įprastu tokio paties storio kristalu. Jo energijos vartojimo efektyvumas yra 100–10 000 kartų didesnis nei įprastų tokio paties storio kristalų.
Fazė yra metrika, apibūdinanti šviesos bangos bangos formos pokytį. Kai šviesos bangos kristale yra suderintos su faze ir žingsniu, gali būti išvestas idealaus efektyvumo ir galios lazeris. Pastaraisiais metais dėl tradicinių teorinių modelių ir medžiagų sistemų apribojimų esamiems kristalams buvo sunku patenkinti miniatiūrizavimo, aukštos integracijos ir lazerių funkcionalumo plėtros poreikius.
Šiuo tikslu profesorius Liu Kaihui, Pekino universiteto Fizikos mokyklos Kondensuotųjų medžiagų fizikos ir medžiagų fizikos instituto direktorius ir Huairou visapusio nacionalinio mokslo centro Pekine Šviesos elementų kvantinių medžiagų kryžminės platformos direktoriaus pavaduotojas, kartu su Wang Engo vadovavo tyrėjų grupei, kuri pasiūlė naują „kampinės fazės atitikimo teoriją“. Grupė nustatė, kad sudėjus boro nitrido medžiagas, tokias kaip „statybiniai blokai“, o paskui „pasukus“ jas specialiu kampu, skirtingų šviesos bangų fazės gali būti suartintos, kad susidarytų didelio efektyvumo optinis kristalas TBN.
"Jei lazeris, sukurtas kristale, yra laikomas komanda, naudojant" kampo "metodą, visi nariai gali labai suderinti kryptį ir tempą, galite padidinti lazerio energijos konversijos efektyvumą." Liu Kaihui sakė, kad TBN storis yra tik nuo 1 iki 10 mikronų, tai atitinka trisdešimtąją paprasto A4 formato popieriaus storio, o dabartinių optinių kristalų storis dažniausiai yra milimetrai ar net centimetrai.
„Optiniai kristalai yra kertinis lazerinių technologijų plėtros akmuo. Tikimasi, kad dėl itin plono dydžio, puikaus integravimo ir visiškai naujų funkcijų TBN ateityje įgyvendins naujus pritaikymo laimėjimus tokiose srityse kaip kvantiniai šviesos šaltiniai, fotoniniai lustai ir dirbtinis intelektas, sakė Wang Engo.