Lasere complexe de microcavitate din statele ordonate la dezordonate
Un laser tipic este format din trei elemente de bază: o sursă de pompă, un mediu de câștig care amplifică radiația stimulată și o structură de cavitate care generează o rezonanță optică. Când dimensiunea cavității alasereste aproape de nivelul micron sau submicron, a devenit unul dintre punctele de cercetare actuale din comunitatea academică: laserele de microcavitate, care pot obține o interacțiune semnificativă a luminii și a materiei într -un volum mic. Combinarea microcavităților cu sisteme complexe, cum ar fi introducerea limitelor cavității neregulate sau dezordonate sau introducerea mediilor de lucru complexe sau dezordonate în microcavități, va crește gradul de libertate a producției cu laser. Caracteristicile fizice care nu se închid ale cavităților dezordonate aduc metode de control multidimensionale ale parametrilor laser și pot extinde potențialul de aplicare a acestuia.
Diferite sisteme de întâmplareLasere de microcavitate
În această lucrare, laserele de microcavitate aleatorii sunt clasificate pentru dimensiuni diferite ale cavității pentru prima dată. Această distincție nu numai că evidențiază caracteristicile unice de ieșire ale laserului de microcavitate aleatoriu în diferite dimensiuni, dar clarifică și avantajele diferenței de dimensiune a microcavității aleatorii în diferite câmpuri de reglementare și de aplicare. Microcavitatea tridimensională în stare solidă are de obicei un volum de mod mai mic, obținând astfel o interacțiune mai puternică de lumină și materie. Datorită structurii sale închise tridimensionale, câmpul de lumină poate fi extrem de localizat în trei dimensiuni, adesea cu un factor de înaltă calitate (factor Q). Aceste caracteristici o fac potrivită pentru detectarea de înaltă precizie, stocarea fotonilor, procesarea informației cuantice și alte domenii tehnologice avansate. Sistemul deschis de film subțire bidimensional este o platformă ideală pentru construirea structurilor plane dezordonate. Ca un plan dielectric dezordonat bidimensional, cu câștig integrat și împrăștiere, sistemul de film subțire poate participa activ la generarea de laser aleatoriu. Efectul de ghid de undă plană facilitează cuplarea laser și colectarea mai ușoară. Odată cu dimensiunea cavității redusă în continuare, integrarea feedback-ului și a mediilor de câștig în ghidul de undă unidimensional poate suprima împrăștierea radială a luminii radiale în timp ce îmbunătățește rezonanța și cuplarea luminii axiale. Această abordare de integrare îmbunătățește în cele din urmă eficiența generarii și cuplării laserului.
Caracteristicile de reglementare ale laserelor de microcavitate aleatoare
Mulți indicatori ai laserelor tradiționale, cum ar fi coerența, pragul, direcția de ieșire și caracteristicile de polarizare, sunt criteriile cheie pentru a măsura performanța de ieșire a laserelor. În comparație cu laserele convenționale cu cavități simetrice fixe, laserul de microcavitate aleatoriu oferă mai multă flexibilitate în reglarea parametrilor, care se reflectă în dimensiuni multiple, inclusiv domeniul timpului, domeniul spectral și domeniul spațial, subliniind controlabilitatea multidimensională a laserului microcavității aleatorii.
Caracteristici de aplicație ale laserelor de microcavitate aleatoare
Coerența spațială scăzută, aleatoriu de mod și sensibilitatea la mediu oferă mulți factori favorabili pentru aplicarea laserelor de microcavitate stocastică. Odată cu soluția de control al modului și de control al direcției laserului aleatoriu, această sursă de lumină unică este din ce în ce mai utilizată în imagistică, diagnostic medical, detectare, comunicare informațională și alte domenii.
Ca un laser de micro-cavitate dezordonat la scala micro și nano, laserul de microcavitate aleatoriu este foarte sensibil la schimbările de mediu, iar caracteristicile sale parametrice pot răspunde la diverși indicatori sensibili care monitorizează mediul extern, cum ar fi temperatura, umiditatea, pH-ul, concentrația lichidă, indicele refractiv, etc., creând o platformă superioară pentru realizarea aplicațiilor de sensibilitate la sensibilitate ridicată. În domeniul imaginii, idealulsursă de luminăAr trebui să aibă o densitate spectrală ridicată, o ieșire direcțională puternică și o coerență spațială scăzută pentru a preveni efectele de interferență ale pistelor. Cercetătorii au demonstrat avantajele laserelor aleatorii pentru imagistica liberă de pâlcuri în perovskite, biofilm, împrăștietori cu cristale lichide și purtători de țesuturi celulare. În diagnosticul medical, laserul de microcavitate aleatoriu poate transporta informații împrăștiate de la gazda biologică și a fost aplicat cu succes pentru a detecta diverse țesuturi biologice, ceea ce oferă comoditate pentru diagnosticul medical non-invaziv.
În viitor, analiza sistematică a structurilor de microcavitate dezordonate și a mecanismelor complexe de generare a laserului va deveni mai completă. Odată cu progresul continuu al științei materialelor și al nanotehnologiei, este de așteptat să fie fabricate structuri de microcavitate dezordonate mai fine și funcționale, ceea ce are un potențial mare în promovarea cercetării de bază și a aplicațiilor practice.
Timpul post: 05-2024 nov