Китайские ученые разработали сверхтонкий оптический кристалл с высокой энергоэффективностью

Команда китайских исследователей использовала новую теорию для разработки ультратонкого оптического кристалла с высокой энергоэффективностью. Ученые заложили основу для лазерных технологий следующего поколения, сообщает «Синьхуа».

Толщина кристалла Twist Boron Nitride (TBN) колеблется от 1 до 10 микрон. У большинства оптических кристаллов она достигает миллиметра или сантиметра. А энергоэффективность TBN по сравнению с традиционными тонкими кристаллами повысилась от 100 до 10 тысяч раз.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Ученые создали чип на основе света, который проложит путь к 6G

Профессор с факультета физики Пекинского университета Ван Энге считает, что это достижение создало новую область для изготовления оптических кристаллов с двумерными тонкопленочными материалами световых элементов и является оригинальной инновацией Китая.

История разработки

Оптический кристалл — ключевая деталь лазерных устройств. Он реализует функции преобразования частоты, параметрического усиления и модуляции сигнала. За последние 60 лет исследование и разработка оптических кристаллов в основном руководствовались двумя теориями фазового согласования, разработанные учеными в США.

По мнению китайских исследователей, традиционные теории и технологии изготовления кристаллов устарели и не могут удовлетворить будущие требования к разработке лазерных устройств.

Развитие лазерных технологий нового поколения нуждается в прорыве в теории оптических кристаллов и материалов. Именно поэтому профессора с факультета физики Пекинского университета Ван Энге и Лю Кайхуй возглавили команду, которая создала третью теорию фазового согласования. Она основана на материальной системе «свет-элемент».

«Лазер, генерируемый оптическими кристаллами, можно рассматривать как колонну марширующих людей. Механизм вращения может сделать направление и темп движения каждого «человека» высоко координированным. Это значительно улучшает эффективность преобразования энергии лазера», — объяснил Лю Кайхуй.

Ценность исследования

По словам Лю Кайхуя, исследование открыло совершенно новую модель дизайна и материальную систему, а также реализовало оригинальную инновацию всей цепочки от базовой теории оптики до материаловедения и технологий.

 «Оптический кристалл является основой развития лазерных технологий, и будущее лазерных технологий определяется теорией дизайна и технологией производства оптических кристаллов», — добавил Ван Энге.

Как ожидается учеными, кристалл TBN в будущем достигнет новых прорывов при применении в квантовых источниках света, фотонных чипах, искусственном интеллекте и других отраслях благодаря своим сверхтонким размерам, превосходному интеграционному потенциалу и новым функциям.

Технология производства TBN сейчас подается на патентование в США, Великобритании, Японии и других странах. Команда изготовила прототип лазера TBN и разрабатывает технологию лазерного нового поколения совместно с предприятиями.

Ранее учёные из Университета Глазго разработали лазер с технологией искусственного интеллекта. Устройство сможет заменить стетоскоп.