Des scientifiques chinois développent un cristal optique ultra-fin et économe en énergie

Le cristal optique peut réaliser la conversion de fréquence, l'amplification paramétrique, la modulation du signal et d'autres fonctions, c'est le « cœur » de la technologie laser. Après des années de recherche, l'équipe de l'Université de Pékin a proposé de manière créative une nouvelle théorie des cristaux optiques et l'application pour la première fois du nitrure de bore, un matériau d'élément léger, pour préparer...
Le cristal optique peut réaliser la conversion de fréquence, l'amplification paramétrique, la modulation du signal et d'autres fonctions, c'est le « cœur » de la technologie laser. Après des années de recherche, l'équipe de l'Université de Pékin a proposé de manière créative une nouvelle théorie des cristaux optiques et a appliqué le nitrure de bore, un matériau d'élément léger, pour préparer un cristal optique ultra-mince et à haut rendement « nitrure de bore rhombique d'angle » (TBN en abrégé) pour pour la première fois, qui pose les bases théoriques et matérielles d'une nouvelle génération de technologie laser. Les résultats ont été publiés dans Physical Review Letters, une revue de physique de premier plan.
Wang Engo, académicien de l'Académie chinoise des sciences et professeur à l'École de physique de l'Université de Pékin, a déclaré dans une interview exclusive à l'agence de presse Xinhua que cette réalisation n'est pas seulement une percée originale dans la théorie chinoise des cristaux optiques, qui ouvre un nouveau domaine. de préparer des cristaux optiques en utilisant des matériaux à couches minces bidimensionnelles avec des éléments légers, mais prépare également du TBN avec une épaisseur de seulement quelques micromètres, qui est le cristal optique le plus fin au monde connu à ce jour, et son efficacité énergétique est de 100 à 10,{{ 4}} millions de fois supérieure à celle d'un cristal conventionnel de même épaisseur. Son efficacité énergétique est 100 à 10,000 fois supérieure à celle des cristaux conventionnels de même épaisseur.
La phase est une métrique qui décrit le changement de forme d'onde d'une onde lumineuse. Lorsque les ondes lumineuses dans un cristal sont en phase et en phase, un laser avec une efficacité et une puissance idéales peut être émis. Ces dernières années, en raison des limites des modèles théoriques et des systèmes de matériaux traditionnels, les cristaux existants ont eu du mal à répondre aux besoins de développement de miniaturisation, d'intégration élevée et de fonctionnalisation des lasers.
À cette fin, le professeur Liu Kaihui, directeur de l'Institut de physique de la matière condensée et de physique des matériaux à l'École de physique de l'Université de Pékin, et directeur adjoint de la plate-forme multiplateforme sur les matériaux quantiques des éléments légers au Centre national scientifique complet de Huairou à Pékin, en collaboration avec Wang Engo, a dirigé une équipe de chercheurs pour proposer une nouvelle « théorie de l'appariement de phase de coin ». L’équipe a découvert qu’en empilant des matériaux en nitrure de bore comme des « blocs de construction », puis en les « faisant tourner » selon un angle spécial, les phases de différentes ondes lumineuses peuvent converger pour former un cristal optique à haut rendement, le TBN.
"Si le laser généré dans le cristal est considéré comme une équipe, l'utilisation de la méthode de" virage "peut rendre tous les membres de la direction et du rythme hautement coordonnés, ce qui peut améliorer l'efficacité de conversion d'énergie du laser." Liu Kaihui a déclaré que le TBN n'a qu'une épaisseur de 1 à 10 microns, ce qui équivaut à un trentième de l'épaisseur d'un papier A4 ordinaire, alors que l'épaisseur des cristaux optiques actuels est principalement de l'ordre des millimètres, voire des centimètres.
"Les cristaux optiques constituent la pierre angulaire du développement de la technologie laser." Grâce à sa taille ultra-mince, son excellente intégrabilité et ses toutes nouvelles fonctions, le TBN devrait réaliser de nouvelles percées en matière d'applications à l'avenir dans des domaines tels que les sources de lumière quantique, les puces photoniques et l'intelligence artificielle, a déclaré Wang Engo.