中国の研究者グループが、次世代レーザー技術の基礎を築く新しい理論を使用して、新しいエネルギー効率の高い超薄型光学結晶を発明した。
同チームが開発したねじれ窒化ホウ素の厚さはマイクロメートルで、既知の光学結晶としては世界で最も薄いと北京大学物理学部の王恩歌教授が最近新華社に語った。 同じ厚さの従来の結晶と比較して、そのエネルギー効率は100〜10倍増加しました。000倍。
中国科学院の王氏は、この成果は中国の光学結晶理論における独自の革新であり、軽元素の二次元薄膜材料から光学結晶を作製する新たな分野を切り開くものであると述べた。
研究結果は最近、ジャーナル「Physical Review Letters」に掲載された。
レーザーは情報化社会の基盤技術の一つです。 光学結晶は、周波数変換、パラメトリック増幅、信号変調などの機能を実現することができ、レーザーデバイスの重要なコンポーネントです。
過去 60 年間、光学結晶の研究開発は主にアメリカの科学者によって提案された 2 つの位相整合理論によって導かれてきました。
しかし、従来の理論モデルと材料系の限界により、既存の結晶では、将来の開発に向けたレーザーデバイスの小型化、高集積化、機能化の要件を満たすことが困難です。 次世代レーザー技術の開発には、光学結晶理論と材料のブレークスルーが必要です。
Wang Engo 氏と北京大学物理学部凝縮物質・材料物理研究所所長の Liu Kaihui 教授は、軽元素材料系に基づく第 3 の位相整合理論、つまりツイスト位相整合理論を開発するチームを率いました。
「光学結晶によって生成されるレーザーは、行進の個々の列として見ることができます。ねじり機構により、各個人の方向とペースを高度に調整することができ、レーザーのエネルギー変換効率が大幅に向上します」と副所長でもあるLiu氏は説明します。北京の懐柔国立統合科学センター軽元素量子材料研究所交差点。
同氏は、この研究がまったく新しい設計モードと材料システムを切り開き、基礎的な光学理論から材料科学と技術に至る独自のイノベーションの連鎖全体を実現すると述べた。
「TBN結晶の厚さは1～10マイクロメートルの範囲です。私たちが以前に知っていた光学結晶のほとんどは、厚さが1ミリメートル、さらにはセンチメートルレベルでした」とLiu氏は付け加えた。
TBN の製造技術は現在、米国、英国、日本およびその他の国で特許を取得しています。 同チームはTBNレーザーのプロトタイプを製作し、企業と協力して次世代レーザー技術の開発に取り組んでいる。
「光学結晶はレーザー技術開発の基礎であり、レーザー技術の将来は光学結晶の設計理論と製造技術によって決定される」と王氏は述べた。
TBN結晶は、その極薄サイズ、優れた集積可能性、新機能により、将来、量子光源、フォトニックチップ、人工知能などの分野で新たな用途のブレークスルーを実現すると期待されています。
