Grupa kineskih istraživača izumila je novi energetski učinkovit, ultratanki optički kristal koristeći novu teoriju koja postavlja temelje za lasersku tehnologiju sljedeće generacije.
Uvrnuti bor nitrid koji je razvio tim ima debljinu od mikrometara, što ga čini najtanjim poznatim optičkim kristalom na svijetu, rekao je nedavno za Xinhua profesor Wang Enge sa Fakulteta fizike Univerziteta u Pekingu. U poređenju sa konvencionalnim kristalima iste debljine, njegova energetska efikasnost je povećana za 100 do 10,000 puta.
Wang, akademik na Kineskoj akademiji nauka, rekao je da su rezultati originalna inovacija u kineskoj teoriji optičkih kristala i otvaraju novo polje izrade optičkih kristala od dvodimenzionalnih tankoslojnih materijala svjetlosnih elemenata.
Rezultati istraživanja su nedavno objavljeni u časopisu Physical Review Letters.
Laser je jedna od osnovnih tehnologija informacionog društva. Optički kristali mogu ostvariti funkcije kao što su konverzija frekvencije, parametarsko pojačanje i modulacija signala, te su ključne komponente laserskih uređaja.
U proteklih 60 godina istraživanje i razvoj optičkih kristala vođeni su uglavnom dvjema teorijama slaganja faza koje su predložili američki naučnici.
Međutim, zbog ograničenja tradicionalnih teorijskih modela i sistema materijala, postojeći kristali teško ispunjavaju zahtjeve minijaturizacije, visoke integracije i funkcionalizacije laserskih uređaja za budući razvoj. Razvoj laserske tehnologije sljedeće generacije zahtijeva napredak u teoriji optičkih kristala i materijala.
Wang Engo i prof. Liu Kaihui, direktor Instituta za fiziku kondenzovane materije i materijala, Fakultet fizike Univerziteta u Pekingu, predvodili su tim da razviju teoriju treće faze zasnovanu na materijalnim sistemima lakih elemenata - teoriju uvrnute faze.
"Laseri proizvedeni od optičkih kristala mogu se posmatrati kao pojedinačni stupovi marširanja. Mehanizam uvijanja može učiniti smjer i tempo svakog pojedinca visoko koordinisanim, uvelike poboljšavajući efikasnost konverzije energije lasera", objašnjava Liu, koji je također zamjenik direktora Instituta za raskrsnicu kvantnih materijala svjetlosnih elemenata u Nacionalnom integriranom naučnom centru Huairou u Pekingu.
On je rekao da istraživanje otvara potpuno nove modele dizajna i materijalne sisteme, realizujući čitav lanac originalnih inovacija od osnovne optičke teorije do nauke o materijalima i tehnologije.
"Debljina TBN kristala kreće se od 1 do 10 mikrometara. Većina optičkih kristala koje smo ranije poznavali imala je debljinu od jednog milimetra ili čak centimetra", dodao je Liu.
Tehnologija proizvodnje TBN trenutno se patentira u SAD-u, Velikoj Britaniji, Japanu i drugim zemljama. Tim je proizveo prototip TBN lasera i radi s kompanijama na razvoju laserske tehnologije sljedeće generacije.
"Optički kristali su kamen temeljac razvoja laserske tehnologije, a budućnost laserske tehnologije određena je teorijom dizajna i tehnologijom proizvodnje optičkih kristala", rekao je Wang.
Sa svojom ultra-tankom veličinom, odličnim integracijskim potencijalom i novim funkcijama, očekuje se da će TBN kristali u budućnosti ostvariti nova otkrića u primjeni u poljima kao što su kvantni izvori svjetlosti, fotonski čipovi i umjetna inteligencija.
