Cientistas chineses desenvolvem cristal óptico ultrafino e com baixo consumo de energia

O cristal óptico pode realizar conversão de frequência, amplificação paramétrica, modulação de sinal e outras funções, é o "coração" da tecnologia laser. Após anos de pesquisa, a equipe da Universidade de Pequim apresentou criativamente uma nova teoria do cristal óptico e a aplicação de nitreto de boro de material de elemento leve pela primeira vez para preparar...
O cristal óptico pode realizar conversão de frequência, amplificação paramétrica, modulação de sinal e outras funções, é o "coração" da tecnologia laser. Após anos de pesquisa, a equipe da Universidade de Pequim apresentou criativamente uma nova teoria do cristal óptico e aplicou o nitreto de boro do material do elemento leve para preparar um cristal óptico ultrafino e de alta eficiência "nitreto de boro rômbico de canto" (abreviado TBN) para pela primeira vez, que estabelece as bases teóricas e materiais para uma nova geração de tecnologia laser. Os resultados foram publicados na Physical Review Letters, uma importante revista de física.
O acadêmico da Academia Chinesa de Ciências e professor da Escola de Física da Universidade de Pequim, Wang Engo, disse em entrevista exclusiva à Agência de Notícias Xinhua que esta conquista não é apenas um avanço original na teoria chinesa dos cristais ópticos, que abre um novo campo de preparar cristais ópticos usando materiais bidimensionais de película fina com elementos leves, mas também prepara TBN com uma espessura de apenas micrômetros, que é o cristal óptico mais fino do mundo conhecido até hoje, e sua eficiência energética é de 100 a 10,{{ 4}} milhões de vezes maior em comparação com um cristal convencional com a mesma espessura. Sua eficiência energética é de 100 a 10,000 vezes maior que a dos cristais convencionais da mesma espessura.
Fase é uma métrica que descreve a mudança na forma de onda de uma onda de luz. Quando as ondas de luz em um cristal são sincronizadas e sincronizadas, um laser com eficiência e potência ideais pode ser produzido. Nos últimos anos, devido às limitações dos modelos teóricos tradicionais e sistemas de materiais, os cristais existentes têm sido difíceis de atender às necessidades de desenvolvimento de miniaturização, alta integração e funcionalização de lasers.
Para este fim, o professor Liu Kaihui, diretor do Instituto de Física da Matéria Condensada e Física de Materiais da Escola de Física da Universidade de Pequim, e vice-diretor da Plataforma Cruzada de Materiais Quânticos de Elementos Leves no Huairou Comprehensive National Science Center em Pequim, junto com Wang Engo, liderou uma equipe de pesquisadores para propor uma nova "teoria de correspondência de fase de canto". A equipe descobriu que, ao empilhar materiais de nitreto de boro como “blocos de construção” e depois “girá-los” em um ângulo especial, as fases de diferentes ondas de luz podem convergir para formar um cristal óptico de alta eficiência, TBN.
“Se o laser gerado no cristal for considerado uma equipe, o uso do método de 'curvas' pode tornar todos os membros da direção e do ritmo altamente coordenados, você pode aumentar a eficiência de conversão de energia do laser.” Liu Kaihui disse que o TBN tem apenas 1 a 10 mícrons de espessura, equivalente a um trigésimo da espessura de um papel A4 comum, enquanto a espessura dos cristais ópticos atuais é principalmente da ordem de milímetros ou até centímetros.
"Os cristais ópticos são a base do desenvolvimento da tecnologia laser." Com seu tamanho ultrafino, excelente integrabilidade e funções totalmente novas, espera-se que a TBN realize novos avanços em aplicações no futuro em campos como fontes de luz quântica, chips fotônicos e inteligência artificial, disse Wang Engo.