Kinesiske videnskabsmænd udvikler ultratynd, energieffektiv optisk krystal

Optisk krystal kan realisere frekvenskonvertering, parametrisk forstærkning, signalmodulation og andre funktioner, er "hjertet" af laserteknologi. Efter mange års forskning fremlagde Peking University-teamet kreativt en ny optisk krystalteori og anvendelsen af ​​letelementmateriale bornitrid for første gang til at forberede...
Optisk krystal kan realisere frekvenskonvertering, parametrisk forstærkning, signalmodulation og andre funktioner, er "hjertet" af laserteknologi. Efter mange års forskning fremlagde Peking University-teamet kreativt en ny optisk krystalteori og anvendte det lette elementmateriale bornitrid til at fremstille en ultratynd, højeffektiv optisk krystal "hjørne rhombic bornitrid" (forkortet TBN) til første gang, hvilket lægger det teoretiske og materielle grundlag for en ny generation af laserteknologi. Resultaterne er blevet offentliggjort i Physical Review Letters, et førende fysiktidsskrift.
Akademiker fra det kinesiske videnskabsakademi og professor ved Peking University's School of Physics, Wang Engo, sagde i et eksklusivt interview med Xinhua News Agency, at denne præstation ikke kun er et originalt gennembrud i Kinas teori om optiske krystaller, som åbner et nyt felt. at fremstille optiske krystaller ved at bruge todimensionelle tyndfilmsmaterialer med lette elementer, men også forberede TBN med en tykkelse på kun mikrometer, som er verdens tyndeste optiske krystal, der er kendt til dato, og dens energieffektivitet er 100 til 10,{{ 4}} millioner gange højere sammenlignet med en konventionel krystal med samme tykkelse. Dens energieffektivitet er 100 til 10,000 gange højere end for konventionelle krystaller af samme tykkelse.
Fase er en metrik, der beskriver ændringen i bølgeformen af ​​en lysbølge. Når lysbølgerne i en krystal er fasematchede og i trin, kan en laser med ideel effektivitet og effekt udsendes. I de senere år, på grund af begrænsningerne af traditionelle teoretiske modeller og materialesystemer, har eksisterende krystaller været vanskelige at opfylde udviklingsbehovene for miniaturisering, høj integration og funktionalisering af lasere.
Til dette formål har professor Liu Kaihui, direktør for Institute of Condensed Matter Physics and Materials Physics ved School of Physics, Peking University, og vicedirektør for Light Element Quantum Materials Cross-Platform ved Huairou Comprehensive National Science Center i Beijing, sammen med Wang Engo førte et team af forskere til at foreslå en ny "corner phase matching theory". Holdet fandt ud af, at ved at stable bornitridmaterialer som "byggeklodser" og derefter "rotere" dem til en speciel vinkel, kan faserne af forskellige lysbølger konvergeres for at danne en højeffektiv optisk krystal, TBN.
"Hvis laseren genereret i krystallen betragtes som et team, kan brugen af ​​'hjørne'-metoden gøre alle medlemmer af retningen og tempoet meget koordineret, du kan forbedre energikonverteringseffektiviteten af ​​laseren." Liu Kaihui sagde, at TBN kun er 1 til 10 mikron tyk, svarende til en tredivtedel af tykkelsen af ​​et almindeligt A4-papir, mens tykkelsen af ​​nuværende optiske krystaller for det meste er i størrelsesordenen millimeter eller endda centimeter.
"Optiske krystaller er hjørnestenen i udviklingen af ​​laserteknologi." Med sin ultratynde størrelse, fremragende integrerbarhed og helt nye funktioner forventes TBN at realisere nye applikationsgennembrud i fremtiden inden for områder som kvantelyskilder, fotoniske chips og kunstig intelligens, sagde Wang Engo.