Несмотря на то, что лазеры - это технология середины прошлого века, они по-прежнему остаются на острие науки и технологий. Как говорится, нет предела совершенству. Лазер, на самом деле, достаточно тонкое устройство, в смысле требований к составу и качеству компонентов, несмотря на то, что устроено достаточно просто. Особую роль в лазерах играют оптические элементы: это зачастую само рабочее тело лазера, которое должно генерировать фотоны строго необходимой длины волны, нужной поляризации да ещё и когерентные, зеркала и линзы, которые порой должны выдерживать очень сильный световой поток (обычное стекло тут не подойдёт), а также обладать определёнными показателями прозрачности и преломления и создавать такую штуку, как резонатор. Это оптически прозрачное пространство в лазере, внутри которого обычно располагается рабочее тело, размер которого должен быть строго таким, чтобы в него помещалось целое число длин полуволн генерируемого излучения. В общем просто, и, одновременно, сложно и труднореализуемо. Про лазеры у меня есть отдельный ролик, бегом смотреть после статьи, а пока к сути.
Китайские учёные из Пекинского университета разработали новый тип ультратонкого оптического кристалла с высокой энергоэффективностью. Это достижение открывает путь к созданию лазерных устройств следующего поколения. Оптический кристалл достаточно сложная штука, обычно кристаллы обладают достаточно специфическими оптическими свойствами, в отличие от стекла, которое вообще не кристалл. Их можно использовать и даже ими управлять, но для этого надо знать ориентацию кристаллической решётки и уметь делать непрерывные кристаллы нужного резмера. И ещё резать их так, чтобы не трескались.
Профессор Ван Энге, руководитель исследовательской группы, сообщил, что созданный командой твист-нитрид бора (TBN) толщиной в один микрон является самым тонким оптическим кристаллом, известным в настоящее время в мире. По сравнению с традиционными кристаллами той же толщины его энергоэффективность повышена в 100–10 000 раз.
Исследователям удалось добиться этого благодаря созданию нового теоретического подхода, который позволил впервые реализовать свето-синхронизм в тонкопленочных материалах легких элементов. Это прорыв в теории оптических кристаллов, который не только расширил границы возможного, но и открыл новую область в технологии оптических кристаллов, созданных из двумерных тонкопленочных материалов легких элементов.
Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Physical Review Letters. Ультратонкий оптический кристалл TBN обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными кристаллами. Он имеет более высокую эффективность преобразования энергии, более низкий порог генерации лазера и более высокую скорость передачи данных. Это делает его идеальным материалом для создания компактных и энергоэффективных лазерных устройств нового поколения.
Источник:
Хао Хун и др., Синхронизация фаз скручивания в двумерных материалах (Hao Hong et al, Twist Phase Matching in Two-Dimensional Materials), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.233801
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
