Mikrokavitetskomplekslasere fra bestilt til forstyrrede tilstander

Mikrokavitetskomplekslasere fra bestilt til forstyrrede tilstander

En typisk laser består av tre basiske elementer: en pumpekilde, et forsterkningsmedium som forsterker den stimulerte strålingen, og en hulromsstruktur som genererer en optisk resonans. Når hulromsstørrelsen pålaserer nær mikron- eller submikronnivå, det har blitt en av de nåværende forskningshotellene i det akademiske samfunnet: mikrokavitetslasere, som kan oppnå betydelig lys- og materieinteraksjon i et lite volum. Å kombinere mikrokaviteter med komplekse systemer, for eksempel å innføre uregelmessige eller forstyrrede hulromsgrenser, eller introdusere komplekse eller forstyrrede arbeidsmedier i mikrokaviteter, vil øke graden av frihet til laserproduksjon. De fysiske ikke-kloningsegenskapene til forstyrrede hulrom bringer flerdimensjonale kontrollmetoder for laserparametere, og kan utvide brukspotensialet.

Ulike systemer med tilfeldigeMikrokavitetslasere
I denne artikkelen er tilfeldige mikrokavitetslasere klassifisert fra forskjellige hulromsdimensjoner for første gang. Denne skillet fremhever ikke bare de unike utgangsegenskapene til den tilfeldige mikrokavitetslaseren i forskjellige dimensjoner, men tydeliggjør også fordelene med størrelsesforskjellen på den tilfeldige mikrokaviteten i forskjellige regulatoriske og applikasjonsfelt. Den tredimensjonale solid-tilstanden mikrokavitet har vanligvis et mindre modusvolum, og oppnår dermed et sterkere lys- og materieinteraksjon. På grunn av den tredimensjonale lukkede strukturen, kan lysfeltet være sterkt lokalisert i tre dimensjoner, ofte med en høykvalitetsfaktor (Q-faktor). Disse egenskapene gjør det egnet for sensing med høy presisjon, fotonlagring, kvanteinformasjonsbehandling og andre avanserte teknologifelt. Det åpne todimensjonale tynnfilmsystemet er en ideell plattform for å konstruere forstyrrede plane strukturer. Som en todimensjonal forstyrret dielektrisk plan med integrert forsterkning og spredning, kan tynnfilmsystemet aktivt delta i generasjonen av tilfeldig laser. Den plane bølgelederneffekten gjør laserkoblingen og samlingen enklere. Med hulromsdimensjonen ytterligere redusert, kan integrering av tilbakemeldinger og få medier i den endimensjonale bølgelederen undertrykke radiell lysspredning mens du forbedrer aksial lysresonans og kobling. Denne integrasjonsmetoden forbedrer til slutt effektiviteten til lasergenerering og kobling.

Regulatoriske egenskaper til tilfeldige mikrokavitetslasere
Mange indikatorer på tradisjonelle lasere, som sammenheng, terskel, utgangsretning og polarisasjonsegenskaper, er nøkkelkriteriene for å måle utgangsytelsen til lasere. Sammenlignet med konvensjonelle lasere med faste symmetriske hulrom, gir den tilfeldige mikrokavitetslaseren mer fleksibilitet i parameterregulering, noe som gjenspeiles i flere dimensjoner inkludert tidsdomene, spektralt domene og romlig domene, og fremhever den flerdimensjonale kontrollerbarheten til tilfeldig mikrokavitetslaser.

Bruksegenskaper for tilfeldige mikrokavitetslasere
Lav romlig sammenheng, modus tilfeldighet og følsomhet for miljøet gir mange gunstige faktorer for anvendelse av stokastiske mikrokavitetslasere. Med løsningen av modus kontroll og retningskontroll av tilfeldig laser, blir denne unike lyskilden i økende grad brukt i avbildning, medisinsk diagnose, sensing, informasjonskommunikasjon og andre felt.
Som en forstyrret mikrokavitetslaser i mikro- og nano-skala, er den tilfeldige mikrokavitetslaseren veldig følsom for miljøendringer, og dens parametriske egenskaper kan reagere på forskjellige sensitive indikatorer som overvåker det ytre miljøet, for eksempel temperatur, fuktighet, pH, væskekonsentrasjon, refraktiv indeks, etc., skaper en overlegen plattform for realitet. Innen avbildning, idealetlyskildeBør ha høy spektraltetthet, sterk retningsutgang og lav romlig koherens for å forhindre interferensflekkseffekter. Forskerne demonstrerte fordelene med tilfeldige lasere for flekkfrie avbildninger i perovskitt, biofilm, flytende krystallspredere og cellevevsbærere. Ved medisinsk diagnose kan tilfeldig mikrokavitetslaser bære spredt informasjon fra biologisk vert, og har blitt brukt med hell for å oppdage forskjellige biologiske vev, noe som gir bekvemmelighet for ikke-invasiv medisinsk diagnose.

I fremtiden vil systematisk analyse av forstyrrede mikrokavitetsstrukturer og komplekse lasergenereringsmekanismer bli mer fullstendig. Med kontinuerlig fremgang av materialvitenskap og nanoteknologi, forventes det at mer fin og funksjonell forstyrrede mikrokavitetsstrukturer vil bli produsert, noe som har et stort potensial i å fremme grunnleggende forskning og praktiske anvendelser.