లేజర్ జనరేషన్ మెకానిజం మరియు కొత్త లేజర్ పరిశోధనలో ఇటీవలి పురోగతులు

లేజర్ జనరేషన్ మెకానిజంలో ఇటీవలి పురోగతులు మరియు కొత్తవిలేజర్ పరిశోధన
ఇటీవల, షాన్‌డాంగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని స్టేట్ కీ లాబొరేటరీ ఆఫ్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ జాంగ్ హువాజిన్ మరియు ప్రొఫెసర్ యు హవోహై పరిశోధన బృందం మరియు నాన్జింగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని స్టేట్ కీ లాబొరేటరీ ఆఫ్ సాలిడ్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ ఫిజిక్స్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ చెన్ యాన్‌ఫెంగ్ మరియు ప్రొఫెసర్ హీ చెంగ్ కలిసి ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి కలిసి పనిచేశారు మరియు ఫూన్-ఫోనాన్ సహకార పంపింగ్ యొక్క లేజర్ జనరేషన్ మెకానిజంను ప్రతిపాదించారు మరియు సాంప్రదాయ Nd:YVO4 లేజర్ క్రిస్టల్‌ను ప్రతినిధి పరిశోధన వస్తువుగా తీసుకున్నారు. సూపర్ఫ్లోరోసెన్స్ యొక్క అధిక సామర్థ్యం గల లేజర్ అవుట్‌పుట్ ఎలక్ట్రాన్ శక్తి స్థాయి పరిమితిని ఛేదించడం ద్వారా పొందబడుతుంది మరియు లేజర్ జనరేషన్ థ్రెషోల్డ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత (ఫోనాన్ సంఖ్య దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది) మధ్య భౌతిక సంబంధం వెల్లడవుతుంది మరియు వ్యక్తీకరణ రూపం క్యూరీ చట్టం వలె ఉంటుంది. ఈ అధ్యయనం నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ (doi:10.1038/ S41467-023-433959-9)లో “ఫోటాన్-ఫోనాన్ సహకారపూర్వకంగా పంప్ చేయబడిన లేజర్” పేరుతో ప్రచురించబడింది. షాన్‌డాంగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని స్టేట్ కీ లాబొరేటరీ ఆఫ్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్‌లోని 2020 తరగతి పీహెచ్‌డీ విద్యార్థి యు ఫు మరియు ఫీ లియాంగ్ సహ-మొదటి రచయితలు, నాన్జింగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని స్టేట్ కీ లాబొరేటరీ ఆఫ్ సాలిడ్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ ఫిజిక్స్‌లోని చెంగ్ హీ రెండవ రచయిత, మరియు షాన్‌డాంగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని ప్రొఫెసర్లు యు హవోహై మరియు హువాజిన్ జాంగ్ మరియు నాన్జింగ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని యాన్‌ఫెంగ్ చెన్ సహ-సంబంధిత రచయితలు.
గత శతాబ్దంలో ఐన్‌స్టీన్ కాంతి యొక్క ఉత్తేజిత రేడియేషన్ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించినప్పటి నుండి, లేజర్ యంత్రాంగం పూర్తిగా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు 1960లో, మైమాన్ మొదటి ఆప్టికల్‌గా పంప్ చేయబడిన ఘన-స్థితి లేజర్‌ను కనుగొన్నాడు. లేజర్ ఉత్పత్తి సమయంలో, థర్మల్ రిలాక్సేషన్ అనేది లేజర్ ఉత్పత్తితో పాటు వచ్చే ఒక ముఖ్యమైన భౌతిక దృగ్విషయం, ఇది లేజర్ పనితీరును మరియు అందుబాటులో ఉన్న లేజర్ శక్తిని తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. థర్మల్ రిలాక్సేషన్ మరియు థర్మల్ ఎఫెక్ట్ ఎల్లప్పుడూ లేజర్ ప్రక్రియలో కీలకమైన హానికరమైన భౌతిక పారామితులుగా పరిగణించబడుతున్నాయి, వీటిని వివిధ ఉష్ణ బదిలీ మరియు శీతలీకరణ సాంకేతికతల ద్వారా తగ్గించాలి. అందువల్ల, లేజర్ అభివృద్ధి చరిత్ర వ్యర్థ వేడితో పోరాట చరిత్రగా పరిగణించబడుతుంది.

ఫోటాన్-ఫోనాన్ సహకార పంపింగ్ లేజర్ యొక్క సైద్ధాంతిక అవలోకనం

పరిశోధనా బృందం చాలా కాలంగా లేజర్ మరియు నాన్ లీనియర్ ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ పరిశోధనలో నిమగ్నమై ఉంది మరియు ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఘన స్థితి భౌతిక శాస్త్రం యొక్క దృక్కోణం నుండి ఉష్ణ సడలింపు ప్రక్రియను లోతుగా అర్థం చేసుకున్నారు. మైక్రోకాస్మిక్ ఫోనాన్‌లలో వేడి (ఉష్ణోగ్రత) మూర్తీభవించి ఉందనే ప్రాథమిక ఆలోచన ఆధారంగా, ఉష్ణ సడలింపు అనేది ఎలక్ట్రాన్-ఫోనాన్ కలపడం యొక్క క్వాంటం ప్రక్రియ అని పరిగణించబడుతుంది, ఇది తగిన లేజర్ డిజైన్ ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ శక్తి స్థాయిల క్వాంటం టైలరింగ్‌ను గ్రహించగలదు మరియు కొత్త తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి కొత్త ఎలక్ట్రాన్ పరివర్తన మార్గాలను పొందగలదు.లేజర్. ఈ ఆలోచన ఆధారంగా, ఎలక్ట్రాన్-ఫోనాన్ సహకార పంపింగ్ లేజర్ ఉత్పత్తి యొక్క కొత్త సూత్రం ప్రతిపాదించబడింది మరియు ఎలక్ట్రాన్-ఫోనాన్ కలపడం కింద ఎలక్ట్రాన్ పరివర్తన నియమం Nd:YVO4, ఒక ప్రాథమిక లేజర్ క్రిస్టల్‌ను ప్రతినిధి వస్తువుగా తీసుకోవడం ద్వారా ఉద్భవించింది. అదే సమయంలో, సాంప్రదాయ లేజర్ డయోడ్ పంపింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించే ఒక చల్లబడని ​​ఫోటాన్-ఫోనాన్ సహకార పంపింగ్ లేజర్ నిర్మించబడింది. అరుదైన తరంగదైర్ఘ్యం 1168nm మరియు 1176nm కలిగిన లేజర్ రూపొందించబడింది. ఈ ప్రాతిపదికన, లేజర్ ఉత్పత్తి మరియు ఎలక్ట్రాన్-ఫోనాన్ కలపడం యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం ఆధారంగా, లేజర్ ఉత్పత్తి థ్రెషోల్డ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క ఉత్పత్తి స్థిరాంకం అని కనుగొనబడింది, ఇది అయస్కాంతత్వంలో క్యూరీ నియమం యొక్క వ్యక్తీకరణకు సమానం మరియు క్రమరహిత దశ పరివర్తన ప్రక్రియలో ప్రాథమిక భౌతిక నియమాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తుంది.

ఫోటాన్-ఫోనాన్ సహకార ప్రయోగాత్మక సాక్షాత్కారంపంపింగ్ లేజర్

ఈ పని లేజర్ జనరేషన్ మెకానిజంపై అత్యాధునిక పరిశోధనలకు కొత్త దృక్పథాన్ని అందిస్తుంది,లేజర్ ఫిజిక్స్, మరియు అధిక శక్తి లేజర్, లేజర్ తరంగదైర్ఘ్య విస్తరణ సాంకేతికత మరియు లేజర్ క్రిస్టల్ అన్వేషణ కోసం ఒక కొత్త డిజైన్ కోణాన్ని ఎత్తి చూపుతుంది మరియు అభివృద్ధికి కొత్త పరిశోధన ఆలోచనలను తీసుకురావచ్చు.క్వాంటం ఆప్టిక్స్, లేజర్ మెడిసిన్, లేజర్ డిస్ప్లే మరియు ఇతర సంబంధిత అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లు.