گروهی از محققان چینی با استفاده از یک نظریه جدید، یک کریستال نوری بسیار نازک و کم مصرف اختراع کرده اند که پایه و اساس فناوری لیزری نسل بعدی را می گذارد.
پروفسور وانگ انگ از دانشکده فیزیک دانشگاه پکن اخیراً به شینهوا گفت: نیترید بور پیچ خورده که توسط این تیم تولید شده است دارای ضخامت میکرومتر است که آن را به نازکترین کریستال نوری شناختهشده جهان تبدیل میکند. در مقایسه با کریستال های معمولی با ضخامت یکسان، بازده انرژی آن 100 تا 10،{2}} برابر افزایش یافته است.
وانگ، یکی از اساتید آکادمی علوم چین، گفت: نتایج یک نوآوری اصلی در نظریه کریستالهای نوری چین است و زمینه جدیدی را برای ساخت کریستالهای نوری از مواد لایه نازک دو بعدی با عنصر سبک باز میکند.
نتایج تحقیق اخیراً در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
لیزر یکی از فناوری های اساسی جامعه اطلاعاتی است. کریستال های نوری می توانند عملکردهایی مانند تبدیل فرکانس، تقویت پارامتریک و مدولاسیون سیگنال را انجام دهند و اجزای کلیدی دستگاه های لیزری هستند.
در 60 سال گذشته، تحقیق و توسعه بلورهای نوری عمدتاً توسط دو نظریه تطبیق فاز ارائه شده توسط دانشمندان آمریکایی هدایت شده است.
با این حال، به دلیل محدودیتهای مدلهای نظری سنتی و سیستمهای مواد، بلورهای موجود برای برآوردن الزامات کوچکسازی، یکپارچگی بالا و عملکرد دستگاههای لیزر برای توسعه آینده دشوار است. توسعه نسل بعدی فناوری لیزر مستلزم پیشرفت هایی در تئوری و مواد کریستال نوری است.
وانگ انگو و پروفسور لیو کایهوی، مدیر مؤسسه فیزیک ماده و مواد متراکم، دانشکده فیزیک، دانشگاه پکن، تیمی را رهبری کردند تا یک نظریه تطبیق فاز سوم بر اساس سیستمهای مواد عناصر سبک - نظریه تطبیق فاز پیچ خورده را توسعه دهند.
لیو، که همچنین معاون مدیر است، توضیح میدهد: «لیزرهای تولید شده توسط کریستالهای نوری را میتوان بهعنوان ستونهای منفرد رژه مشاهده کرد. مکانیسم چرخش میتواند جهت و سرعت هر فرد را بسیار هماهنگ کند و راندمان تبدیل انرژی لیزر را تا حد زیادی بهبود بخشد». از تقاطع مؤسسه مواد کوانتومی عناصر سبک در مرکز ملی علوم یکپارچه Huairou در پکن.
او گفت که این تحقیق حالتهای طراحی و سیستمهای مواد کاملاً جدید را باز میکند و زنجیره کاملی از نوآوریهای اصلی را از نظریه اولیه نوری تا علم و فناوری مواد را تحقق میبخشد.
لیو افزود: "ضخامت کریستال های TBN از 1 تا 10 میکرومتر متغیر است. بیشتر کریستال های نوری که قبلاً می شناختیم ضخامتی در سطح یک میلی متر یا حتی سانتی متر داشتند."
فناوری تولید TBN در حال حاضر در ایالات متحده، بریتانیا، ژاپن و سایر کشورها در حال ثبت اختراع است. این تیم نمونه اولیه لیزرهای TBN را تولید کرده است و در حال کار با شرکت ها برای توسعه نسل بعدی فناوری لیزر است.
وانگ گفت: "کریستال های نوری سنگ بنای توسعه فناوری لیزر هستند و آینده فناوری لیزر توسط تئوری طراحی و فناوری تولید کریستال های نوری تعیین می شود."
انتظار می رود کریستال های TBN با اندازه بسیار نازک، پتانسیل ادغام عالی و عملکردهای جدید، پیشرفت های کاربردی جدیدی را در آینده در زمینه هایی مانند منابع نور کوانتومی، تراشه های فوتونیک و هوش مصنوعی محقق کنند.
