Китайські вчені розробили надтонкий оптичний кристал з високою енергоефективністю

Команда китайських дослідників використала нову теорію, щоб розробити ультратонкий оптичний кристал з високою енергоефективністю. Вчені заклали основу для лазерних технологій наступного покоління, повідомляє «Сіньхуа». 

Товщина кристала Twist Boron Nitride (TBN) коливається від 1 до 10 мікронів. У більшості оптичних кристалів вона сягає міліметра або сантиметра. А  енергоефективність TBN у порівнянні з традиційними тонкими кристалами підвищилась від 100 до 10 тисяч разів.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Вчені створили чип на основі світла, який прокладе шлях до 6G

Професор з фізичного факультету Пекінського університету Ван Енге вважає, що це досягнення створило нову галузь виготовлення оптичних кристалів з двовимірними тонкоплівковими матеріалами світлових елементів та є оригінальною інновацією Китаю. 

Історія розробки 

Оптичний кристал — ключова частина лазерних пристроїв. Він реалізує функції перетворення частоти, параметричного підсилення та модуляції сигналу. Протягом останніх 60 років дослідження і розробка оптичних кристалів в основному керувалися двома теоріями фазового узгодження, запропонованими вченими в США. 

На думку китайських дослідників, традиційні теорії та технології виготовлення кристалів стали застарілими й не можуть задовольнити майбутні вимоги до розробки лазерних пристроїв. 

Розвиток лазерних технологій нового покоління потребує прориву в теорії оптичних кристалів і матеріалів. Саме тому професори з фізичного факультету Пекінського університету Ван Енге та Лю Кайхуй очолили команду, яка створила третю теорію фазового узгодження. Вона базується на матеріальній системі «світло-елемент». 

«Лазер, що генерується оптичними кристалами, можна розглядати як колону людей, які марширують. Механізм обертання може зробити напрямок і темп руху кожної «людини» висококоординованим. Це значно покращує ефективність перетворення енергії лазера», — пояснив  Лю Кайхуй. 

Цінність дослідження

За словами Лю Кайхуя, дослідження відкрило абсолютно нову модель дизайну і матеріальну систему, а також реалізувало оригінальну інновацію всього ланцюжка від базової теорії оптики до матеріалознавства і технологій.

«Оптичний кристал є наріжним каменем розвитку лазерних технологій, і майбутнє лазерних технологій визначається теорією дизайну і технологією виробництва оптичних кристалів», — додав Ван Енге. 

Як очікується вченими, кристал TBN в майбутньому досягне нових проривів при застосуванні у квантових джерелах світла, фотонних чіпах, штучному інтелекті та інших галузях завдяки своїм надтонким розмірам, чудовому інтеграційному потенціалу і новим функціям.

Технологія виробництва TBN зараз подається на патентування в США, Великій Британії, Японії та інших країнах. Команда виготовила прототип лазера TBN і розробляє лазерну технологію нового покоління спільно з підприємствами.

Раніше вчені з Університету Глазго розробили лазер з технологією штучного інтелекту. Пристрій зможе замінити стетоскоп.