دانشمندان چینی کریستال نوری بسیار نازک و کم مصرف تولید کردند

کریستال نوری می تواند تبدیل فرکانس، تقویت پارامتریک، مدولاسیون سیگنال و سایر عملکردها را درک کند، "قلب" فناوری لیزر است. پس از سال ها تحقیق، تیم دانشگاه پکن به طور خلاقانه ای یک نظریه کریستال نوری جدید را ارائه کرد و برای اولین بار از ماده عنصر سبک بور نیترید استفاده کرد تا ...
کریستال نوری می تواند تبدیل فرکانس، تقویت پارامتریک، مدولاسیون سیگنال و سایر عملکردها را درک کند، "قلب" فناوری لیزر است. پس از سال ها تحقیق، تیم دانشگاه پکن به طور خلاقانه یک نظریه کریستال نوری جدید ارائه کرد و از ماده عنصر سبک ماده بور نیترید برای تهیه یک کریستال نوری بسیار نازک و با کارایی بالا "نیترید بور لوزی گوشه ای" (به اختصار TBN) استفاده کرد. اولین بار، که پایه های نظری و مادی نسل جدیدی از فناوری لیزر را می گذارد. نتایج در Physical Review Letters، یک مجله برجسته فیزیک منتشر شده است.
وانگ انگو، آکادمی آکادمی علوم چین و استاد دانشکده فیزیک دانشگاه پکن، در مصاحبه ای اختصاصی با خبرگزاری شینهوا گفت که این دستاورد نه تنها یک پیشرفت اصلی در نظریه کریستال های نوری چین است که میدان جدیدی را باز می کند. تهیه کریستال های نوری با استفاده از مواد لایه نازک دو بعدی با عناصر سبک، اما TBN را با ضخامت تنها میکرومتر تهیه می کند که نازک ترین کریستال نوری شناخته شده تا به امروز در جهان است و بازده انرژی آن 100 تا 10 است،{{ 4}} میلیون برابر بیشتر از کریستال های معمولی با ضخامت یکسان. راندمان انرژی آن 100 تا 10،000 برابر بیشتر از کریستال های معمولی با همان ضخامت است.
فاز یک متریک است که تغییر شکل موج یک موج نور را توصیف می کند. هنگامی که امواج نور در یک کریستال منطبق با فاز و در مرحله باشند، می توان لیزری با کارایی و قدرت ایده آل تولید کرد. در سال‌های اخیر، به دلیل محدودیت‌های مدل‌های نظری سنتی و سیستم‌های مواد، بلورهای موجود برای برآوردن نیازهای توسعه کوچک‌سازی، یکپارچگی بالا و کاربردی‌سازی لیزرها دشوار بوده‌اند.
برای این منظور، پروفسور لیو کایهوی، مدیر مؤسسه فیزیک ماده متراکم و فیزیک مواد در دانشکده فیزیک دانشگاه پکن، و معاون مدیر پلتفرم متقابل مواد کوانتومی عنصر سبک در مرکز جامع علمی ملی Huairou در پکن، همراه با وانگ انگو، تیمی از محققان را رهبری کردند تا یک "نظریه تطبیق فاز گوشه" جدید را پیشنهاد کنند. این تیم دریافت که با چیدن مواد نیترید بور مانند "بلوک های ساختمانی" و سپس "چرخش" آنها به یک زاویه خاص، می توان فازهای امواج نوری مختلف را برای تشکیل یک کریستال نوری با کارایی بالا، TBN، همگرا کرد.
"اگر لیزر تولید شده در کریستال به عنوان یک تیم در نظر گرفته شود، استفاده از روش "نبشی" می تواند همه اعضای جهت و سرعت را بسیار هماهنگ کند، می توانید بازده تبدیل انرژی لیزر را افزایش دهید." Liu Kaihui گفت TBN تنها 1 تا 10 میکرون ضخامت دارد که معادل یک سی ام ضخامت یک کاغذ A4 معمولی است، در حالی که ضخامت کریستال های نوری فعلی عمدتاً در حد میلی متر یا حتی سانتی متر است.
کریستال های نوری سنگ بنای توسعه فناوری لیزر هستند. به گفته وانگ انگو، TBN با اندازه بسیار نازک، یکپارچگی عالی و عملکردهای کاملاً جدید، انتظار می‌رود در آینده به پیشرفت‌های کاربردی جدیدی در زمینه‌هایی مانند منابع نور کوانتومی، تراشه‌های فوتونیک و هوش مصنوعی دست یابد.