Skupina čínských vědců vynalezla nový energeticky účinný, ultratenký optický krystal s využitím nové teorie, která pokládá základy pro laserovou technologii nové generace.
Zkroucený nitrid boru vyvinutý týmem má tloušťku mikrometrů, což z něj dělá nejtenčí známý optický krystal na světě, řekl nedávno Xinhua profesor Wang Enge z Fakulty fyziky Pekingské univerzity. Ve srovnání s konvenčními krystaly stejné tloušťky se jeho energetická účinnost zvýšila 100 až 10,000krát.
Wang, akademik z Čínské akademie věd, uvedl, že výsledky jsou originální inovací v čínské teorii optických krystalů a otevírají nové pole výroby optických krystalů z dvourozměrných tenkovrstvých materiálů se světelnými prvky.
Výsledky výzkumu byly nedávno zveřejněny v časopise Physical Review Letters.
Laser je jednou ze základních technologií informační společnosti. Optické krystaly mohou realizovat funkce, jako je frekvenční konverze, parametrické zesílení a modulace signálu, a jsou klíčovými součástmi laserových zařízení.
V posledních 60 letech se výzkum a vývoj optických krystalů řídil především dvěma teoriemi fázového shody navrženými americkými vědci.
Avšak vzhledem k omezením tradičních teoretických modelů a materiálových systémů je obtížné splnit stávající krystaly požadavky miniaturizace, vysoké integrace a funkcionalizace laserových zařízení pro budoucí vývoj. Vývoj laserové technologie nové generace vyžaduje průlom v teorii optických krystalů a materiálech.
Wang Engo a profesor Liu Kaihui, ředitel Institutu fyziky kondenzovaných látek a materiálů, School of Physics, Peking University, vedli tým, který vyvinul třetí teorii fázového přizpůsobení založenou na materiálových systémech lehkých prvků - teorii krouceného fázového přizpůsobení.
"Na lasery produkované optickými krystaly lze pohlížet jako na jednotlivé sloupy pochodu. Otáčivý mechanismus může zajistit vysoce koordinovaný směr a tempo každého jednotlivce, což výrazně zlepšuje účinnost přeměny energie laseru," vysvětluje Liu, který je také zástupcem ředitele. z Institutu křižovatky kvantových materiálů světelných prvků v Huairou National Integrated Science Center v Pekingu.
Řekl, že výzkum otevírá zcela nové konstrukční režimy a materiálové systémy a realizuje celý řetězec originálních inovací od základní optické teorie po vědu o materiálech a technologii.
"Tloušťka krystalů TBN se pohybuje od 1 do 10 mikrometrů. Většina optických krystalů, které jsme znali dříve, měla tloušťky na úrovni jednoho milimetru nebo dokonce centimetrů," dodal Liu.
Technologie výroby TBN je v současné době patentována v USA, Velké Británii, Japonsku a dalších zemích. Tým vyrobil prototyp laserů TBN a spolupracuje se společnostmi na vývoji laserové technologie nové generace.
"Optické krystaly jsou základním kamenem vývoje laserové technologie a budoucnost laserové technologie je určena teorií designu a technologií výroby optických krystalů," řekl Wang.
Očekává se, že díky své ultratenké velikosti, vynikajícímu integračnímu potenciálu a novým funkcím budou krystaly TBN v budoucnu realizovat nové průlomové aplikace v oblastech, jako jsou kvantové světelné zdroje, fotonické čipy a umělá inteligence.
