Çinli Bilim Adamları Ultra İnce, Enerji Tasarruflu Optik Kristal Geliştirdi

Optik kristal frekans dönüşümünü, parametrik amplifikasyonu, sinyal modülasyonunu ve diğer fonksiyonları gerçekleştirebilir, lazer teknolojisinin "kalbi" dir. Yıllar süren araştırmaların ardından Pekin Üniversitesi ekibi yaratıcı bir şekilde yeni bir optik kristal teorisi ortaya koydu ve hafif element malzemesi bor nitrürün ilk kez uygulanmasını sağladı.
Optik kristal frekans dönüşümünü, parametrik amplifikasyonu, sinyal modülasyonunu ve diğer fonksiyonları gerçekleştirebilir, lazer teknolojisinin "kalbi" dir. Yıllar süren araştırmalardan sonra, Pekin Üniversitesi ekibi yaratıcı bir şekilde yeni bir optik kristal teorisi ortaya koydu ve ultra ince, yüksek verimli bir optik kristal "köşe eşkenar dörtgen bor nitrür" (kısaca TBN) hazırlamak için hafif element malzemesi bor nitrürü uyguladı. Yeni nesil lazer teknolojisinin teorik ve maddi temelini ilk kez atıyor. Sonuçlar önde gelen fizik dergisi Physical Review Letters'da yayınlandı.
Çin Bilimler Akademisi akademisyeni ve Pekin Üniversitesi Fizik Okulu profesörü Wang Engo, Xinhua Haber Ajansı ile yaptığı özel röportajda, bu başarının yalnızca Çin'in optik kristal teorisinde yeni bir alan açan orijinal bir atılım olmadığını söyledi. hafif elementlere sahip iki boyutlu ince film malzemeleri kullanarak optik kristal hazırlamanın yanı sıra, bugüne kadar bilinen dünyanın en ince optik kristali olan ve enerji verimliliği 100 ila 10 olan, yalnızca mikrometre kalınlığında TBN'yi de hazırlayan,{{ Aynı kalınlığa sahip geleneksel bir kristalle karşılaştırıldığında 4}} milyon kat daha yüksek. Enerji verimliliği, aynı kalınlıktaki geleneksel kristallerden 100 ila 10,000 kat daha yüksektir.
Faz, bir ışık dalgasının dalga biçimindeki değişikliği tanımlayan bir ölçümdür. Bir kristaldeki ışık dalgaları faz uyumlu ve adım adım olduğunda, ideal verimlilik ve güce sahip bir lazer üretilebilir. Son yıllarda, geleneksel teorik modellerin ve malzeme sistemlerinin sınırlamaları nedeniyle, mevcut kristallerin lazerlerin minyatürleştirme, yüksek entegrasyon ve işlevselleştirme ihtiyaçlarını karşılaması zorlaştı.
Bu amaçla, Pekin Üniversitesi Fizik Okulu Yoğun Madde Fiziği ve Malzeme Fiziği Enstitüsü Müdürü ve Pekin'deki Huairou Kapsamlı Ulusal Bilim Merkezi Hafif Element Kuantum Malzemeleri Çapraz Platformu Direktör Yardımcısı Profesör Liu Kaihui, Wang Engo ile birlikte bir araştırmacı ekibinin yeni bir "köşe fazı eşleştirme teorisi" önermesine öncülük etti. Ekip, "yapı taşları" gibi bor nitrür malzemelerinin istiflenmesi ve ardından bunları özel bir açıyla "döndürülmesi" yoluyla, farklı ışık dalgalarının fazlarının yüksek verimli bir optik kristal olan TBN'yi oluşturmak üzere birleştirilebileceğini buldu.
"Kristalde üretilen lazer bir ekip olarak kabul edilirse, 'virajlama' yönteminin kullanılması tüm üyelerin yön ve temposunu yüksek düzeyde koordine edebilir, lazerin enerji dönüşüm verimliliğini artırabilirsiniz." Liu Kaihui, TBN'nin yalnızca 1 ila 10 mikron kalınlığında olduğunu, yani sıradan bir A4 kağıdın kalınlığının otuzda birine eşdeğer olduğunu, mevcut optik kristallerin kalınlığının çoğunlukla milimetre, hatta santimetre mertebesinde olduğunu söyledi.
"Optik kristaller lazer teknolojisi gelişiminin temel taşıdır." Wang Engo, ultra ince boyutu, mükemmel entegre edilebilirliği ve yepyeni fonksiyonlarıyla TBN'nin gelecekte kuantum ışık kaynakları, fotonik çipler ve yapay zeka gibi alanlarda yeni uygulama atılımları gerçekleştirmesinin beklendiğini söyledi.