લેસર જનરેશન મિકેનિઝમ અને નવા લેસર સંશોધનમાં તાજેતરની પ્રગતિ

લેસર જનરેશન મિકેનિઝમમાં તાજેતરની પ્રગતિ અને નવીલેસર સંશોધન
તાજેતરમાં, પ્રોફેસર ઝાંગ હુઆજીન અને શેનડોંગ યુનિવર્સિટીની ક્રિસ્ટલ મટિરિયલ્સની સ્ટેટ કી લેબોરેટરીના પ્રોફેસર યુ હાઓહાઈ અને નાનજિંગ યુનિવર્સિટીની સોલિડ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ફિઝિક્સની સ્ટેટ કી લેબોરેટરીના પ્રોફેસર ચેન યાનફેંગ અને પ્રોફેસર હે ચેંગના સંશોધન જૂથે સાથે મળીને કામ કર્યું છે. સમસ્યા અને ફૂન-ફોનન કોલાબોરેટિવ પમ્પિંગની લેસર જનરેશન મિકેનિઝમનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, અને પરંપરાગત Nd:YVO4 લેસર ક્રિસ્ટલને પ્રતિનિધિ સંશોધન ઑબ્જેક્ટ તરીકે લીધો.સુપરફ્લોરેસેન્સનું ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા લેસર આઉટપુટ ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા સ્તરની મર્યાદાને તોડીને મેળવવામાં આવે છે, અને લેસર જનરેશન થ્રેશોલ્ડ અને તાપમાન (ફોનોન નંબર નજીકથી સંબંધિત છે) વચ્ચેનો ભૌતિક સંબંધ જાહેર થાય છે, અને અભિવ્યક્તિ સ્વરૂપ ક્યુરીના નિયમ જેવું જ છે.આ અભ્યાસ નેચર કોમ્યુનિકેશન્સ (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9) માં "ફોટોન-ફોનોન કોલાબોરેટિવલી પમ્પ્ડ લેસર" નામ હેઠળ પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યો હતો.યુ ફૂ અને ફે લિયાંગ, ક્લાસ 2020 ના પીએચડી વિદ્યાર્થી, ક્રિસ્ટલ મટિરિયલ્સની સ્ટેટ કી લેબોરેટરી, શેનડોંગ યુનિવર્સિટી, સહ-પ્રથમ લેખક છે, ચેંગ હે, સ્ટેટ કી લેબોરેટરી ઓફ સોલિડ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ફિઝિક્સ, નાનજિંગ યુનિવર્સિટી, બીજા લેખક છે, અને પ્રોફેસરો યુ. હાઓહાઈ અને હુઆજિન ઝાંગ, શેનડોંગ યુનિવર્સિટી અને યાનફેંગ ચેન, નાનજિંગ યુનિવર્સિટી, સહ-અનુરૂપ લેખકો છે.
આઈન્સ્ટાઈને છેલ્લી સદીમાં પ્રકાશના ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગ સિદ્ધાંતની દરખાસ્ત કરી ત્યારથી, લેસર મિકેનિઝમ સંપૂર્ણ રીતે વિકસિત થઈ ગયું છે, અને 1960 માં, મેમને પ્રથમ ઓપ્ટિકલી પમ્પ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ લેસરની શોધ કરી.લેસર જનરેશન દરમિયાન, થર્મલ રિલેક્સેશન એ લેસર જનરેશન સાથેની એક મહત્વપૂર્ણ શારીરિક ઘટના છે, જે લેસરની કામગીરી અને ઉપલબ્ધ લેસર પાવરને ગંભીરપણે અસર કરે છે.થર્મલ છૂટછાટ અને થર્મલ અસર હંમેશા લેસર પ્રક્રિયામાં મુખ્ય હાનિકારક ભૌતિક પરિમાણો તરીકે ગણવામાં આવે છે, જે વિવિધ હીટ ટ્રાન્સફર અને રેફ્રિજરેશન તકનીકો દ્વારા ઘટાડવી આવશ્યક છે.તેથી, લેસર વિકાસનો ઇતિહાસ કચરો ગરમી સાથેના સંઘર્ષનો ઇતિહાસ માનવામાં આવે છે.

ફોટોન-ફોનોન સહકારી પમ્પિંગ લેસરની સૈદ્ધાંતિક ઝાંખી

સંશોધન ટીમ લાંબા સમયથી લેસર અને બિનરેખીય ઓપ્ટિકલ સામગ્રી સંશોધનમાં રોકાયેલી છે, અને તાજેતરના વર્ષોમાં, થર્મલ રિલેક્સેશન પ્રક્રિયાને ઘન રાજ્ય ભૌતિકશાસ્ત્રના પરિપ્રેક્ષ્યમાં ઊંડાણપૂર્વક સમજવામાં આવી છે.માઇક્રોકોસ્મિક ફોનોન્સમાં ગરમી (તાપમાન) મૂર્તિમંત છે તે મૂળભૂત વિચારના આધારે, એવું માનવામાં આવે છે કે થર્મલ રિલેક્સેશન એ ઇલેક્ટ્રોન-ફોનોન કપ્લિંગની એક ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયા છે, જે યોગ્ય લેસર ડિઝાઇન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા સ્તરના ક્વોન્ટમ ટેલરિંગને અનુભવી શકે છે, અને પ્રાપ્ત કરી શકે છે. નવી તરંગલંબાઇ પેદા કરવા માટે નવી ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ ચેનલોલેસર.આ વિચારસરણીના આધારે, ઇલેક્ટ્રોન-ફોનોન કોઓપરેટિવ પમ્પિંગ લેસર જનરેશનનો નવો સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો છે, અને ઇલેક્ટ્રોન-ફોનોન કપ્લિંગ હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ નિયમ Nd:YVO4, મૂળભૂત લેસર ક્રિસ્ટલને પ્રતિનિધિ પદાર્થ તરીકે લઈને મેળવવામાં આવે છે.તે જ સમયે, એક અનકૂલ્ડ ફોટોન-ફોનોન કોઓપરેટિવ પમ્પિંગ લેસર બનાવવામાં આવે છે, જે પરંપરાગત લેસર ડાયોડ પમ્પિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.દુર્લભ તરંગલંબાઇ 1168nm અને 1176nm સાથે લેસર ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે.આના આધારે, લેસર જનરેશન અને ઈલેક્ટ્રોન-ફોનોન કપલિંગના મૂળ સિદ્ધાંતના આધારે, એવું જાણવા મળ્યું છે કે લેસર જનરેશન થ્રેશોલ્ડ અને તાપમાનનું ઉત્પાદન એક સ્થિર છે, જે ચુંબકત્વમાં ક્યુરીના નિયમની અભિવ્યક્તિ સમાન છે, અને તે પણ દર્શાવે છે. અવ્યવસ્થિત તબક્કા સંક્રમણ પ્રક્રિયામાં મૂળભૂત ભૌતિક કાયદો.

ફોટોન-ફોનોન સહકારીનું પ્રાયોગિક અનુભૂતિપમ્પિંગ લેસર

આ કાર્ય લેસર જનરેશન મિકેનિઝમ પર અદ્યતન સંશોધન માટે એક નવો પરિપ્રેક્ષ્ય પૂરો પાડે છે,લેસર ભૌતિકશાસ્ત્ર, અને ઉચ્ચ ઉર્જા લેસર, લેસર તરંગલંબાઇ વિસ્તરણ ટેકનોલોજી અને લેસર ક્રિસ્ટલ એક્સપ્લોરેશન માટે નવા ડિઝાઇન પરિમાણને નિર્દેશ કરે છે, અને તેના વિકાસ માટે નવા સંશોધન વિચારો લાવી શકે છે.ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સ, લેસર દવા, લેસર ડિસ્પ્લે અને અન્ય સંબંધિત એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો.