Китайски учени разработват ултратънък, енергийно ефективен оптичен кристал

Оптичният кристал може да реализира честотно преобразуване, параметрично усилване, модулация на сигнала и други функции, е "сърцето" на лазерната технология. След години на изследване, екипът на Пекинския университет креативно представи нова теория за оптични кристали и прилагането на борен нитрид на материал от лек елемент за първи път за подготовка на...
Оптичният кристал може да реализира честотно преобразуване, параметрично усилване, модулация на сигнала и други функции, е "сърцето" на лазерната технология. След години на изследване, екипът на Пекинския университет креативно представи нова теория за оптични кристали и приложи лекия елемент борен нитрид, за да подготви ултратънък, високоефективен оптичен кристал "ъглов ромбичен борен нитрид" (накратко TBN) за за първи път, което поставя теоретичната и материална основа за ново поколение лазерна технология. Резултатите са публикувани в Physical Review Letters, водещо списание по физика.
Академикът на Китайската академия на науките и професор във Факултета по физика на Пекинския университет Уанг Енго каза в ексклузивно интервю за агенция Синхуа, че това постижение не е само оригинален пробив в китайската теория за оптичните кристали, което отваря нова област за получаване на оптични кристали чрез използване на двуизмерни тънкослойни материали с леки елементи, но също така подготвя TBN с дебелина само микрометри, който е най-тънкият оптичен кристал в света, известен до момента, и енергийната му ефективност е 100 до 10,{{ 4}} милиона пъти по-висока в сравнение с тази на конвенционален кристал със същата дебелина. Неговата енергийна ефективност е 100 до 10,000 пъти по-висока от тази на конвенционалните кристали със същата дебелина.
Фазата е показател, който описва промяната във формата на вълната на светлинна вълна. Когато светлинните вълни в кристала са съгласувани по фаза и на стъпка, може да се изведе лазер с идеална ефективност и мощност. През последните години, поради ограниченията на традиционните теоретични модели и материални системи, съществуващите кристали бяха трудни за посрещане на нуждите от миниатюризация, висока интеграция и функционализация на лазерите.
За тази цел професор Liu Kaihui, директор на Института по физика на кондензираната материя и физика на материалите към Факултета по физика, Пекинския университет и заместник-директор на кросплатформената платформа за квантови материали на леките елементи в Националния цялостен научен център Huairou в Пекин, заедно с Уанг Енго ръководи екип от изследователи, за да предложат нова "теория за съвпадение на ъгловата фаза". Екипът откри, че чрез натрупване на материали от борен нитрид като „градивни елементи“ и след това „завъртане“ под специален ъгъл, фазите на различни светлинни вълни могат да бъдат събрани, за да образуват високоефективен оптичен кристал, TBN.
„Ако лазерът, генериран в кристала, се разглежда като екип, използването на метода на „завиване“ може да направи всички членове на посоката и темпото на силно координирани, можете да подобрите ефективността на преобразуване на енергията на лазера.“ Liu Kaihui каза, че TBN е с дебелина само от 1 до 10 микрона, еквивалентна на една тридесета от дебелината на обикновена хартия A4, докато дебелината на настоящите оптични кристали е предимно от порядъка на милиметри или дори сантиметри.
„Оптичните кристали са крайъгълният камък на развитието на лазерните технологии.“ Със своя ултра тънък размер, отлична интегрируемост и чисто нови функции, TBN се очаква да реализира нови пробиви в приложенията в бъдеще в области като квантови източници на светлина, фотонни чипове и изкуствен интелект, каза Уанг Енго.