Mikrocavity -komplekse lasere fra bestilte til forstyrrede tilstande

Mikrocavity -komplekse lasere fra bestilte til forstyrrede tilstande

En typisk laser består af tre basale elementer: en pumpekilde, et forstærkemedium, der forstærker den stimulerede stråling og en hulrumsstruktur, der genererer en optisk resonans. Når hulrumsstørrelsen pålaserEr tæt på mikron- eller submicron -niveauet, er det blevet en af ​​de aktuelle forskningshotspotter i det akademiske samfund: mikrocavity -lasere, som kan opnå betydelig lys og stofinteraktion i et lille volumen. Ved at kombinere mikrokaviteter med komplekse systemer, såsom indførelse af uregelmæssige eller forstyrrede hulrumsgrænser eller introducere komplekse eller forstyrrede arbejdsmedier i mikrokaviteter, øger graden af ​​laserudgangsgrad. De fysiske ikke-klonende egenskaber ved forstyrrede hulrum bringer multidimensionelle kontrolmetoder for laserparametre og kan udvide sit anvendelsespotentiale.

Forskellige systemer til tilfældigtMikrocavity -lasere
I dette papir klassificeres tilfældige mikrokavitetslasere fra forskellige hulrumsdimensioner for første gang. Denne sondring fremhæver ikke kun de unikke outputegenskaber for den tilfældige mikrokavitetslaser i forskellige dimensioner, men tydeliggør også fordelene ved størrelsesforskellen i den tilfældige mikrokavitet inden for forskellige regulatoriske og anvendelsesområder. Den tredimensionelle faststof-mikrokavitet har normalt et mindre tilstandsvolumen, hvilket således opnår et stærkere lys og stofinteraktion. På grund af sin tredimensionelle lukkede struktur kan det lette felt være meget lokaliseret i tre dimensioner, ofte med en høj kvalitetsfaktor (Q-faktor). Disse egenskaber gør det velegnet til sensing med høj præcision, fotonopbevaring, behandling af kvanteinformation og andre avancerede teknologifelter. Det åbne to-dimensionelle tynde filmsystem er en ideel platform til konstruktion af forstyrrede plane strukturer. Som et to-dimensionelt forstyrret dielektrisk plan med integreret forstærkning og spredning, kan det tynde filmsystem aktivt deltage i genereringen af ​​tilfældig laser. Den plane bølgeledereffekt gør laserkoblingen og opsamlingen lettere. Med hulrumsdimensionen yderligere reduceret, kan integrationen af ​​feedback og forstærkning af medier i den endimensionelle bølgeleder undertrykke radial lysspredning, mens den forbedrer aksial lysresonans og kobling. Denne integrationsmetode forbedrer i sidste ende effektiviteten af ​​lasergenerering og kobling.

Regulerende egenskaber ved tilfældige mikrokavitetslasere
Mange indikatorer for traditionelle lasere, såsom sammenhæng, tærskel, outputretning og polarisationsegenskaber, er de vigtigste kriterier for at måle lasers output. Sammenlignet med konventionelle lasere med faste symmetriske hulrum giver den tilfældige mikrokavitetslaser mere fleksibilitet i parameterregulering, hvilket afspejles i flere dimensioner, herunder tidsdomæne, spektralt domæne og rumligt domæne, hvilket fremhæver den multi-dimensionelle kontrolbarhed af tilfældig mikrocavity-laser.

Applikationsegenskaber for tilfældige mikrokavitetslasere
Lav rumlig sammenhæng, tilstand af tilfældighed og følsomhed over for miljøet giver mange gunstige faktorer til anvendelse af stokastiske mikrokavitetslasere. Med løsningen af ​​tilstandskontrol og retningskontrol af tilfældig laser bruges denne unikke lyskilde i stigende grad til billeddannelse, medicinsk diagnose, sensing, informationskommunikation og andre felter.
Som en forstyrret mikrobavitetslaser i mikro- og nano-skala er den tilfældige mikrokavitetslaser meget følsom over for miljøændringer, og dens parametriske egenskaber kan reagere på forskellige følsomme indikatorer, der overvåger det eksterne miljø, såsom temperatur, fugtighed, pH, flydende koncentration, refraktiv indeks osv., Der skaber en overlegen platform til realisering af høj-følsomme sensation af anvendelser. Inden for billeddannelselyskildeskal have høj spektraltæthed, stærk retningsbestemt output og lav rumlig sammenhæng for at forhindre interferensspeckle -effekter. Forskerne demonstrerede fordelene ved tilfældige lasere til specklefri billeddannelse i perovskit, biofilm, flydende krystalspredere og cellevævsbærere. Ved medicinsk diagnose kan tilfældig mikrokavitetslaser bære spredt information fra biologisk vært og er blevet anvendt med succes til at detektere forskellige biologiske væv, som giver bekvemmelighed for ikke-invasiv medicinsk diagnose.

I fremtiden vil systematisk analyse af forstyrrede mikrokavitetsstrukturer og komplekse lasergenereringsmekanismer blive mere komplette. Med den kontinuerlige fremskridt inden for materialevidenskab og nanoteknologi forventes det, at mere fine og funktionelle forstyrrede mikrokavitetsstrukturer vil blive fremstillet, hvilket har et stort potentiale til at fremme grundlæggende forskning og praktiske anvendelser.