นักวิจัยชาวจีนกลุ่มหนึ่งได้คิดค้นคริสตัลออปติคอลบางเฉียบประหยัดพลังงานชนิดใหม่ โดยใช้ทฤษฎีใหม่ที่วางรากฐานสำหรับเทคโนโลยีเลเซอร์ยุคต่อไป
โบรอนไนไตรด์บิดเบี้ยวที่ทีมงานพัฒนาขึ้นมีความหนาระดับไมโครเมตร ทำให้กลายเป็นคริสตัลเชิงแสงที่บางที่สุดในโลก ศาสตราจารย์หวัง เองเกอ แห่งคณะฟิสิกส์มหาวิทยาลัยปักกิ่ง กล่าวกับสำนักข่าวซินหัวเมื่อเร็ว ๆ นี้ เมื่อเปรียบเทียบกับคริสตัลทั่วไปที่มีความหนาเท่ากัน ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 100 ถึง 10,000 เท่า
หวัง นักวิชาการจาก Chinese Academy of Sciences กล่าวว่าผลลัพธ์ที่ได้เป็นนวัตกรรมดั้งเดิมในทฤษฎีคริสตัลออพติคอลของจีน และเปิดสาขาใหม่ในการผลิตคริสตัลออพติคัลจากวัสดุฟิล์มบางสองมิติที่มีองค์ประกอบแสง
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Physical Review Letters
เลเซอร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพื้นฐานของสังคมสารสนเทศ ผลึกแสงสามารถรับรู้ถึงฟังก์ชันต่างๆ เช่น การแปลงความถี่ การขยายพารามิเตอร์ และการปรับสัญญาณ และเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุปกรณ์เลเซอร์
ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา การวิจัยและพัฒนาคริสตัลเชิงแสงได้รับคำแนะนำจากทฤษฎีการจับคู่เฟสสองทฤษฎีที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเป็นหลัก
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของแบบจำลองทางทฤษฎีแบบดั้งเดิมและระบบวัสดุ ผลึกที่มีอยู่จึงเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองข้อกำหนดของการย่อขนาด การบูรณาการในระดับสูง และการทำงานของอุปกรณ์เลเซอร์สำหรับการพัฒนาในอนาคต การพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์เจเนอเรชั่นใหม่ต้องอาศัยความก้าวหน้าทางทฤษฎีและวัสดุคริสตัลออพติคอล
Wang Engo และ Prof. Liu Kaihui ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์สสารควบแน่นและวัสดุ คณะฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยปักกิ่ง นำทีมพัฒนาทฤษฎีการจับคู่เฟสที่สามโดยใช้ระบบวัสดุองค์ประกอบแสง ซึ่งเป็นทฤษฎีการจับคู่เฟสบิด
"เลเซอร์ที่ผลิตโดยคริสตัลออพติคัลสามารถดูได้เป็นคอลัมน์แต่ละคอลัมน์ของการเดินขบวน กลไกการบิดสามารถทำให้ทิศทางและจังหวะของแต่ละคนมีการประสานงานกันในระดับสูง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเลเซอร์ได้อย่างมาก" หลิวซึ่งเป็นรองผู้อำนวยการอธิบายด้วย ของสถาบันการแยกวัสดุควอนตัมองค์ประกอบแสงที่ศูนย์วิทยาศาสตร์บูรณาการแห่งชาติ Huairou ในกรุงปักกิ่ง
เขากล่าวว่างานวิจัยนี้ได้เปิดรูปแบบการออกแบบและระบบวัสดุใหม่ๆ ขึ้นมาอย่างสมบูรณ์ โดยก่อให้เกิดห่วงโซ่นวัตกรรมดั้งเดิมตั้งแต่ทฤษฎีเชิงแสงขั้นพื้นฐานไปจนถึงวัสดุศาสตร์และเทคโนโลยี
“ความหนาของผลึก TBN อยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 ไมโครเมตร ผลึกแสงส่วนใหญ่ที่เรารู้จักก่อนหน้านี้มีความหนาที่ระดับหนึ่งมิลลิเมตรหรือเซนติเมตร” หลิวกล่าวเสริม
ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิต TBN กำลังได้รับการจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆ ทีมงานได้ผลิตเลเซอร์ TBN ต้นแบบ และกำลังทำงานร่วมกับบริษัทต่างๆ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ยุคต่อไป
"คริสตัลออปติคอลเป็นรากฐานสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ และอนาคตของเทคโนโลยีเลเซอร์ถูกกำหนดโดยทฤษฎีการออกแบบและเทคโนโลยีการผลิตคริสตัลออปติคัล" Wang กล่าว
ด้วยขนาดที่บางเฉียบ ศักยภาพในการบูรณาการที่ยอดเยี่ยม และฟังก์ชันใหม่ คาดว่าคริสตัล TBN จะทำให้เกิดความก้าวหน้าในการใช้งานใหม่ๆ ในอนาคตในสาขาต่างๆ เช่น แหล่งกำเนิดแสงควอนตัม ชิปโฟโตนิก และปัญญาประดิษฐ์
