Elmaslar pahalıdır, ancak gerçekten kullanışlıdır! Dünyanın ilk elmas Brillouin lazeri doğdu
Elmas, lazerler için özellikle ilginç bir malzemedir.İki ana neden vardır: Elmasın yüksek ısıl iletkenliği, aynı anda yüksek kararlılık ve yüksek güce sahip mikro lazerlerin üretilebilmesi anlamına gelir.Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, elmas ses yayılma hızı da yüksektir. Lazere, ulaşılması zor milimetre dalga bandındaki frekansları doğrudan sentezlemek için ikincil bir yetenek sağlayan çok daha yüksek. Applied Physics Letters Photonics dergisinde yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, elmaslardaki fotoakustik etkileşimin özellikle güçlü olduğunu gösterdi.
Araştırmacılar ayrıca elmas kullanan ilk tezgah üstü Brillouin lazerini de gösterdiler. Bu sonuç, Brillouin lazerleri için çok pratik bir yöntem sağladığından, performans aralığını büyük ölçüde geliştirdiği için bir dönüm noktasıdır. Önceki Brillouin lazerleri ile karşılaştırıldığında, lazerin elmas versiyonunun etkileşimi geliştirmek için dalga kılavuzundaki ışık veya ses dalgalarını sınırlamasına gerek yoktur. Bu, Brillouin lazerlerinin boyut olarak daha kolay ölçeklenebileceği ve lazer özelliklerini kontrol etme ve gücü artırma konusunda daha fazla esnekliğe sahip olduğu anlamına gelir.
Elmaslar, Brillouin lazerlerinin benzersiz özelliklerini geliştirmeye başlamak için yeni bir yol sağlar. Ses taşıyan malzemede yalnızca çok az miktarda atık enerji birikir. Bu, ultra saf ve kararlı çıkış frekanslarıyla ışın üretimi, yeni frekansların oluşturulması ve potansiyel olarak alışılmadık derecede yüksek verimli lazerler dahil olmak üzere bir dizi işleve yol açar. Macquarie Üniversitesi'nden Rich Mildren şunları söyledi: Bu gelişme, son derece verimli ve düşük faz gürültüsü ve düşük faz gürültüsü gibi ince frekans özelliklerine sahip olan yüksek güçlü lazerlere yeni bir yol sağlıyor. Dar çizgi genişliği.
Bu özellikler, ultra hassas yerçekimi dalgası algılama veya kuantum bilgisayarlarda büyük kübit dizilerinin manipülasyonu gibi gürültüsüz frekans özellikleri için en yüksek standartları gerektiren uygulamalar için gereklidir. Bir başka çığır açan sonuç, elmasların mikrodalga bandının ötesinde çok saf frekansları sentezleyebilmesidir. Elmastaki ses hızı, saniyede 18 kilometreye kadar çok yüksek olduğundan, ki bu hava yayılma hızından çok daha yüksektir, giriş pompası ışını ile lazer hattı arasındaki frekans ayrımı, diğer malzemelerdekinden çok daha yüksektir.
Bu özellik, optik karıştırma adı verilen bir teknikle milimetre dalga bandında (30-300 GHz) frekanslar oluşturmak için kullanılabilir. Bu frekansların Brillouin lazer sentezi önemlidir, çünkü frekans gürültüsünü, elektronikler veya diğer foton tabanlı güç üretim çözümleri için büyük bir zorluk olan yeni nesil radar ve kablosuz iletişim sistemlerinin gerektirdiği seviyeye düşürmek için doğal bir mekanizma vardır. Şimdiye kadar bu araştırma, gelecekteki tasarım ve performansı tahmin etmek için temel bir parametre olan elmaslardaki ışık-akustik etkileşimin yoğunluğunu ölçtü.
Çalışma ayrıca 10W'ın üzerinde bir güce sahip pratik bir cihazı da gösterdi.Projenin baş doktora öğrencisi Dr. Zhenxu Bai şunları söyledi: Artık Brillouin lazerlerinin tasarımını yeni bir şekilde düşünmeye başlayabiliriz. Küçük kılavuzlu dalga yapıları olgusuyla veya fiber lazerlerin zararlı bir etkisi olarak sınırlıdır. Araştırma yazarları, kuantum bilimi, kablosuz iletişim ve algılamada gelecekteki gelişmeleri desteklemek için daha yüksek frekans saflığına ve güce sahip lazerleri göstererek lazer yeteneklerini genişletmek için gelecekteki çalışmalarını odaklıyorlar.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Avustralya Araştırma Konseyi
Referans dergisi "Applied Physics Letters · Photonics"
DOI: 10.1063 / 1.5134907
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
