Kinesiske forskere utvikler ultratynn, energieffektiv optisk krystall

Optisk krystall kan realisere frekvenskonvertering, parametrisk forsterkning, signalmodulasjon og andre funksjoner, er "hjertet" av laserteknologi. Etter år med forskning la Peking University-teamet kreativt frem en ny optisk krystallteori, og bruken av lettelementmateriale bornitrid for første gang for å forberede...
Optisk krystall kan realisere frekvenskonvertering, parametrisk forsterkning, signalmodulasjon og andre funksjoner, er "hjertet" av laserteknologi. Etter år med forskning la Peking University-teamet kreativt frem en ny optisk krystallteori, og brukte det lette elementmaterialet bornitrid for å forberede en ultratynn, høyeffektiv optisk krystall "hjørne rombisk bornitrid" (TBN for kort) for første gang, som legger det teoretiske og materielle grunnlaget for en ny generasjon laserteknologi. Resultatene er publisert i Physical Review Letters, et ledende fysikktidsskrift.
Akademiker ved det kinesiske vitenskapsakademiet og professor ved Peking University's School of Physics, Wang Engo, sa i et eksklusivt intervju med Xinhua News Agency at denne prestasjonen ikke bare er et originalt gjennombrudd i Kinas teori om optiske krystaller, som åpner opp et nytt felt. til å forberede optiske krystaller ved å bruke todimensjonale tynnfilmmaterialer med lette elementer, men også forberede TBN med en tykkelse på bare mikrometer, som er verdens tynneste optiske krystall kjent til dags dato, og dens energieffektivitet er 100 til 10,{{ 4}} millioner ganger høyere sammenlignet med en konvensjonell krystall med samme tykkelse. Energieffektiviteten er 100 til 10,000 ganger høyere enn for konvensjonelle krystaller med samme tykkelse.
Fase er en metrikk som beskriver endringen i bølgeformen til en lysbølge. Når lysbølgene i en krystall er fasetilpasset og i trinn, kan en laser med ideell effektivitet og kraft sendes ut. De siste årene, på grunn av begrensningene til tradisjonelle teoretiske modeller og materialsystemer, har eksisterende krystaller vært vanskelig å møte utviklingsbehovene for miniatyrisering, høy integrasjon og funksjonalisering av lasere.
For dette formål, professor Liu Kaihui, direktør for Institute of Condensed Matter Physics and Materials Physics ved School of Physics, Peking University, og visedirektør for Light Element Quantum Materials Cross-Platform ved Huairou Comprehensive National Science Center i Beijing, sammen med Wang Engo ledet et team av forskere til å foreslå en ny "corner phase matching theory". Teamet fant ut at ved å stable bornitridmaterialer som "byggeklosser" og deretter "rotere" dem til en spesiell vinkel, kan fasene til forskjellige lysbølger konvergeres for å danne en høyeffektiv optisk krystall, TBN.
"Hvis laseren som genereres i krystallen betraktes som et team, kan bruken av 'hjørne'-metoden gjøre alle medlemmer av retningen og tempoet svært koordinert, kan du forbedre energikonverteringseffektiviteten til laseren." Liu Kaihui sa at TBN bare er 1 til 10 mikron tykk, tilsvarende en trettiendedel av tykkelsen på et vanlig A4-papir, mens tykkelsen på nåværende optiske krystaller stort sett er i størrelsesorden millimeter eller til og med centimeter.
"Optiske krystaller er hjørnesteinen i utviklingen av laserteknologi." Med sin ultratynne størrelse, utmerkede integrerbarhet og helt nye funksjoner, forventes TBN å realisere nye applikasjonsgjennombrudd i fremtiden innen felt som kvantelyskilder, fotoniske brikker og kunstig intelligens, sa Wang Engo.