லேசர் உருவாக்கும் பொறிமுறையில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் மற்றும் புதிய லேசர் ஆராய்ச்சி

லேசர் உருவாக்கும் பொறிமுறையில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் மற்றும் புதியலேசர் ஆராய்ச்சி
சமீபத்தில், ஷான்டாங் பல்கலைக்கழகத்தின் படிகப் பொருட்களுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் ஜாங் ஹுவாய்ஜின் மற்றும் பேராசிரியர் யூ ஹாவோஹாய் ஆகியோரின் ஆய்வுக் குழுவும், நான்ஜிங் பல்கலைக்கழகத்தின் திட நுண்கட்டமைப்பு இயற்பியலுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சென் யான்ஃபெங் மற்றும் பேராசிரியர் ஹே செங் ஆகியோரின் ஆய்வுக் குழுவும் இணைந்து, இப்பிரச்சனைக்குத் தீர்வு காணும் முயற்சியில் ஈடுபட்டு, ஃபூனான்-ஃபூனான் கூட்டு உந்தல் மூலம் லேசர் உருவாக்கும் வழிமுறையை முன்மொழிந்தனர். இதற்காக, பாரம்பரிய Nd:YVO4 லேசர் படிகத்தை ஒரு மாதிரி ஆய்வுப் பொருளாக எடுத்துக்கொண்டனர். எலக்ட்ரான் ஆற்றல் நிலை வரம்பை உடைப்பதன் மூலம், சூப்பர்ஃப்ளூரசன்ஸ் எனப்படும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட லேசர் வெளியீடு பெறப்படுகிறது. மேலும், லேசர் உருவாக்கும் வரம்புக்கும் வெப்பநிலைக்கும் (ஃபூனான் எண்ணிக்கை நெருங்கிய தொடர்புடையது) இடையேயான இயற்பியல் தொடர்பு வெளிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதன் வெளிப்பாட்டு வடிவம் கியூரியின் விதியைப் போலவே உள்ளது. இந்த ஆய்வு, நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) “ஃபோட்டான்-ஃபூனான் கூட்டு உந்தல் லேசர்” என்ற பெயரில் வெளியிடப்பட்டது. ஷான்டாங் பல்கலைக்கழகத்தின் படிகப் பொருட்களுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த, 2020 ஆம் ஆண்டு முனைவர் பட்ட மாணவர்களான யூ ஃபூ மற்றும் ஃபெய் லியாங் ஆகியோர் இணை முதல் ஆசிரியர்களாகவும், நான்ஜிங் பல்கலைக்கழகத்தின் திட நுண்கட்டமைப்பு இயற்பியலுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த செங் ஹே இரண்டாம் ஆசிரியராகவும், ஷான்டாங் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர்கள் யூ ஹாவோஹாய் மற்றும் ஹுவாய்ஜின் ஜாங், மற்றும் நான்ஜிங் பல்கலைக்கழகத்தின் யான்ஃபெங் சென் ஆகியோர் இணைத் தொடர்பு ஆசிரியர்களாகவும் உள்ளனர்.
கடந்த நூற்றாண்டில் ஐன்ஸ்டீன் ஒளியின் தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சுக் கோட்பாட்டை முன்மொழிந்ததிலிருந்து, லேசர் பொறிமுறை முழுமையாக வளர்ச்சியடைந்தது, மேலும் 1960-ல் மைமன் முதல் ஒளியியல் உந்தப்பட்ட திட-நிலை லேசரைக் கண்டுபிடித்தார். லேசர் உருவாக்கத்தின் போது, ​​வெப்பத் தளர்வு என்பது லேசர் உருவாக்கத்துடன் சேர்ந்து நிகழும் ஒரு முக்கியமான இயற்பியல் நிகழ்வாகும், இது லேசரின் செயல்திறனையும் கிடைக்கக்கூடிய லேசர் ஆற்றலையும் கடுமையாகப் பாதிக்கிறது. வெப்பத் தளர்வு மற்றும் வெப்ப விளைவு ஆகியவை லேசர் செயல்பாட்டில் உள்ள முக்கிய தீங்கு விளைவிக்கும் இயற்பியல் காரணிகளாக எப்போதும் கருதப்படுகின்றன, இவற்றை பல்வேறு வெப்பப் பரிமாற்றம் மற்றும் குளிர்பதனத் தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் குறைக்க வேண்டும். எனவே, லேசர் வளர்ச்சியின் வரலாறு என்பது வீணான வெப்பத்துடனான போராட்டத்தின் வரலாறாகக் கருதப்படுகிறது.

ஃபோட்டான்-ஃபோனான் கூட்டுறவு பம்பிங் லேசரின் கோட்பாட்டு கண்ணோட்டம்

இந்த ஆராய்ச்சிக் குழு நீண்ட காலமாக லேசர் மற்றும் நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் பொருட்கள் ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டு வருகிறது, மேலும் சமீபத்திய ஆண்டுகளில், திட நிலை இயற்பியலின் கண்ணோட்டத்தில் வெப்பத் தளர்வு செயல்முறை ஆழமாகப் புரிந்து கொள்ளப்பட்டுள்ளது. வெப்பம் (வெப்பநிலை) நுண் ஃபோனான்களில் பொதிந்துள்ளது என்ற அடிப்படைக் கருத்தின் அடிப்படையில், வெப்பத் தளர்வு என்பது எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் ஒரு குவாண்டம் செயல்முறை எனக் கருதப்படுகிறது. இதன் மூலம், பொருத்தமான லேசர் வடிவமைப்பின் வழியாக எலக்ட்ரான் ஆற்றல் நிலைகளின் குவாண்டம் வடிவமைப்பை உணரவும், புதிய அலைநீளத்தை உருவாக்க புதிய எலக்ட்ரான் நிலைமாற்ற வழிகளைப் பெறவும் முடியும்.லேசர்இந்தச் சிந்தனையின் அடிப்படையில், எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் கூட்டு உந்தல் லேசர் உருவாக்கத்தின் ஒரு புதிய கொள்கை முன்மொழியப்படுகிறது, மேலும் Nd:YVO4 என்ற அடிப்படை லேசர் படிகத்தை ஒரு மாதிரிப் பொருளாகக் கொண்டு, எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் கீழ் எலக்ட்ரான் நிலைமாற்ற விதி வருவிக்கப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், பாரம்பரிய லேசர் டையோடு உந்தல் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும், குளிரூட்டப்படாத ஃபோட்டான்-ஃபோனான் கூட்டு உந்தல் லேசர் ஒன்று கட்டமைக்கப்படுகிறது. 1168nm மற்றும் 1176nm ஆகிய அரிதான அலைநீளங்களைக் கொண்ட லேசர் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் அடிப்படையில், லேசர் உருவாக்கம் மற்றும் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் அடிப்படைக் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டு, லேசர் உருவாக்க வரம்பு மற்றும் வெப்பநிலையின் பெருக்கற்பலன் ஒரு மாறிலி என்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இது காந்தவியலில் உள்ள கியூரியின் விதியின் கோவையைப் போன்றது, மேலும் இது ஒழுங்கற்ற நிலைமாற்றச் செயல்முறையில் உள்ள அடிப்படை இயற்பியல் விதியையும் நிரூபிக்கிறது.

ஃபோட்டான்-ஃபோனான் கூட்டுறவின் சோதனை ரீதியான உணர்தல்பம்பிங் லேசர்

இந்த ஆய்வு, லேசர் உருவாக்கும் பொறிமுறை குறித்த அதிநவீன ஆராய்ச்சிக்கு ஒரு புதிய கண்ணோட்டத்தை வழங்குகிறது.லேசர் இயற்பியல்மேலும், உயர் ஆற்றல் லேசர், லேசர் அலைநீள விரிவாக்கத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் லேசர் படிக ஆய்வு ஆகியவற்றிற்கு ஒரு புதிய வடிவமைப்புப் பரிமாணத்தைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது, அத்துடன் இதன் வளர்ச்சிக்குப் புதிய ஆராய்ச்சி யோசனைகளையும் கொண்டு வரக்கூடும்.குவாண்டம் ஒளியியல்லேசர் மருத்துவம், லேசர் காட்சித்திரை மற்றும் அது தொடர்பான பிற பயன்பாட்டுத் துறைகள்.