Kineski znanstvenici razvili ultratanak, energetski učinkovit optički kristal

Optički kristal može ostvariti pretvorbu frekvencije, parametarsko pojačanje, modulaciju signala i druge funkcije, što je "srce" laserske tehnologije. Nakon godina istraživanja, tim Pekinškog sveučilišta kreativno je iznio novu teoriju optičkih kristala i primjenu materijala lakog elementa bor nitrida po prvi put za pripremu...
Optički kristal može ostvariti pretvorbu frekvencije, parametarsko pojačanje, modulaciju signala i druge funkcije, što je "srce" laserske tehnologije. Nakon godina istraživanja, tim Pekinškog sveučilišta kreativno je iznio novu teoriju optičkih kristala i primijenio materijal lakog elementa bor nitrid za pripremu ultratankog, visokoučinkovitog optičkog kristala "kutni rombični bor nitrid" (skraćeno TBN) za prvi put, čime se postavljaju teorijski i materijalni temelji za novu generaciju laserske tehnologije. Rezultati su objavljeni u Physical Review Letters, vodećem časopisu za fiziku.
Akademik Kineske akademije znanosti i profesor na Fakultetu fizike Sveučilišta u Pekingu, Wang Engo, rekao je u ekskluzivnom intervjuu za novinsku agenciju Xinhua da ovo postignuće nije samo originalan napredak u kineskoj teoriji optičkih kristala, koji otvara novo polje pripreme optičkih kristala korištenjem dvodimenzionalnih tankoslojnih materijala s lakim elementima, ali i priprema TBN debljine od samo mikrometara, koji je do sada najtanji svjetski poznati optički kristal, a njegova energetska učinkovitost je 100 prema 10,{{ 4}} milijuna puta veći u usporedbi s uobičajenim kristalom iste debljine. Njegova energetska učinkovitost je 100 do 10,000 puta veća od one kod konvencionalnih kristala iste debljine.
Faza je metrika koja opisuje promjenu valnog oblika svjetlosnog vala. Kada su svjetlosni valovi u kristalu fazno usklađeni i u koraku, može se emitirati laser idealne učinkovitosti i snage. Posljednjih godina, zbog ograničenja tradicionalnih teorijskih modela i materijalnih sustava, postojećim kristalima bilo je teško zadovoljiti razvojne potrebe minijaturizacije, visoke integracije i funkcionalizacije lasera.
U tu svrhu, profesor Liu Kaihui, direktor Instituta za fiziku kondenzirane tvari i fiziku materijala na Fakultetu fizike Pekinškog sveučilišta i zamjenik direktora krosplatforme za kvantne materijale svjetlosnog elementa pri Huairou Comprehensive National Science Center u Pekingu, zajedno s Wang Engom vodio je tim istraživača da predlože novu "teoriju usklađivanja faza u kutu". Tim je otkrio da se slaganjem materijala bor nitrida poput "građevnih blokova" i zatim njihovim "rotiranjem" pod posebnim kutom, faze različitih svjetlosnih valova mogu konvergirati u formiranje optičkog kristala visoke učinkovitosti, TBN.
"Ako se laser generiran u kristalu smatra timom, korištenje metode 'skretanja' može učiniti sve članove smjera i tempa visoko koordiniranim, možete poboljšati učinkovitost pretvorbe energije lasera." Liu Kaihui je rekao da je TBN debeo samo 1 do 10 mikrona, što je ekvivalentno jednoj tridesetini debljine običnog A4 papira, dok je debljina sadašnjih optičkih kristala uglavnom reda veličine milimetara ili čak centimetara.
"Optički kristali kamen su temeljac razvoja laserske tehnologije." Sa svojom ultra-tankom veličinom, izvrsnom integrabilnošću i potpuno novim funkcijama, očekuje se da će TBN ostvariti nova otkrića u aplikacijama u budućnosti u poljima kao što su kvantni izvori svjetlosti, fotonski čipovi i umjetna inteligencija, rekao je Wang Engo.