Kineski naučnici razvili ultra tanak, energetski efikasan optički kristal

Optički kristal može ostvariti konverziju frekvencije, parametarsko pojačanje, modulaciju signala i druge funkcije, "srce" je laserske tehnologije. Nakon godina istraživanja, tim Univerziteta u Pekingu kreativno je iznio novu optičku teoriju kristala i po prvi put primjenu materijala lakog elementa bor nitrida za pripremu...
Optički kristal može ostvariti konverziju frekvencije, parametarsko pojačanje, modulaciju signala i druge funkcije, "srce" je laserske tehnologije. Nakon godina istraživanja, tim Univerziteta u Pekingu kreativno je iznio novu teoriju optičkog kristala i primijenio materijal lakog elementa bor nitrid za pripremu ultra tankog, visokoefikasnog optičkog kristala "ugaonog rombičnog borovog nitrida" (skraćeno TBN) za prvi put, koji postavlja teoretsku i materijalnu osnovu za novu generaciju laserske tehnologije. Rezultati su objavljeni u Physical Review Letters, vodećem časopisu za fiziku.
Akademik Kineske akademije nauka i profesor na Fakultetu fizike Univerziteta u Pekingu, Vang Engo, rekao je u ekskluzivnom intervjuu za novinsku agenciju Xinhua da ovo dostignuće nije samo originalno otkriće u kineskoj teoriji optičkih kristala, koje otvara novo polje priprema optičkih kristala korišćenjem dvodimenzionalnih tankoslojnih materijala sa lakim elementima, ali i priprema TBN debljine samo mikrometara, koji je do sada najtanji optički kristal na svetu, a njegova energetska efikasnost je 100 do 10,{{ 4}} miliona puta veća u poređenju sa konvencionalnim kristalom iste debljine. Njegova energetska efikasnost 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 svetlosni talasi u kristalu fazno usklađeni i u koraku, laser sa idealnom efikasnošću i snagom može biti proizveden. Posljednjih godina, zbog ograničenja tradicionalnih teorijskih modela i materijalnih sistema, postojeći kristali teško mogu zadovoljiti razvojne potrebe minijaturizacije, visoke integracije i funkcionalizacije lasera.
U tu svrhu, profesor Liu Kaihui, direktor Instituta za fiziku kondenzovane materije i fiziku materijala na Fakultetu za fiziku Univerziteta u Pekingu, i zamenik direktora unakrsne platforme za kvantne materijale svetlosnih elemenata u Sveobuhvatnom nacionalnom naučnom centru Huairou u Pekingu, zajedno sa Wang Engom, predvodio je tim istraživača da predlože novu "teoriju podudaranja faza u uglu". Tim je otkrio da se slaganjem materijala bor nitrida poput "građevinskih blokova" i zatim "rotiranjem" pod posebnim uglom, faze različitih svjetlosnih valova mogu konvergirati kako bi se formirao optički kristal visoke efikasnosti, TBN.
"Ako se laser generiran u kristalu posmatra kao tim, upotreba metode 'kornering' može učiniti sve članove u smjeru i tempu visoko koordinisanim, možete poboljšati efikasnost konverzije energije lasera." Liu Kaihui je rekao da je TBN debeo samo 1 do 10 mikrona, što je ekvivalentno jednoj tridesetoj debljini običnog A4 papira, dok je debljina trenutnih optičkih kristala uglavnom reda milimetara ili čak centimetara.
"Optički kristali su kamen temeljac razvoja laserske tehnologije." Sa svojom ultra-tankom veličinom, odličnom integracijom i potpuno novim funkcijama, očekuje se da će TBN u budućnosti ostvariti nova otkrića u aplikacijama u oblastima kao što su kvantni izvori svjetlosti, fotonski čipovi i umjetna inteligencija, rekao je Wang Engo.