Микрорезонаторни сложни лазери от подредени до неподредени състояния
Типичният лазер се състои от три основни елемента: източник на помпа, усилваща среда, която усилва стимулираното лъчение, и кухина, която генерира оптичен резонанс. Когато размерът на кухината налазерТъй като е близо до микронно или субмикронно ниво, то се превърна в една от най-актуалните изследователски теми в академичната общност: микрокухинни лазери, които могат да постигнат значително взаимодействие между светлина и материя в малък обем. Комбинирането на микрокухини със сложни системи, като например въвеждане на неправилни или неподредени граници на кухините или въвеждане на сложни или неподредени работни среди в микрокухините, ще увеличи степента на свобода на лазерния изход. Физическите характеристики на неклониране на неподредените кухини водят до многомерни методи за контрол на лазерните параметри и могат да разширят потенциала на приложението им.
Различни системи за случайномикрорезонаторни лазери
В тази статия за първи път лазерите със случайни микрокухини са класифицирани според различните им размери. Това разграничение не само подчертава уникалните изходни характеристики на лазера със случайни микрокухини в различни размери, но и изяснява предимствата на разликата в размера на случайната микрокухина в различни регулаторни и приложни области. Триизмерната твърдотелна микрокухина обикновено има по-малък обем на мода, като по този начин се постига по-силно взаимодействие между светлина и материя. Благодарение на своята триизмерна затворена структура, светлинното поле може да бъде силно локализирано в три измерения, често с висок коефициент на качество (Q-фактор). Тези характеристики я правят подходяща за високопрецизно измерване, съхранение на фотони, квантова обработка на информация и други области на напредналите технологии. Отворената двуизмерна тънкослойна система е идеална платформа за изграждане на неподредени планарни структури. Като двуизмерна неподредена диелектрична равнина с интегрирано усилване и разсейване, тънкослойната система може активно да участва в генерирането на случаен лазер. Ефектът на планарния вълновод улеснява свързването и събирането на лазера. С допълнително намален размер на кухината, интегрирането на средата за обратна връзка и усилване в едноизмерния вълновод може да потисне радиалното разсейване на светлината, като същевременно подобри аксиалния светлинен резонанс и свързване. Този подход на интеграция в крайна сметка подобрява ефективността на генерирането и свързването на лазери.
Регулаторни характеристики на лазери със случайни микрорезонатори
Много показатели на традиционните лазери, като кохерентност, праг, посока на изхода и характеристики на поляризация, са ключови критерии за измерване на изходните характеристики на лазерите. В сравнение с конвенционалните лазери с фиксирани симетрични кухини, лазерът със случайни микрокухини осигурява по-голяма гъвкавост при регулиране на параметрите, което се отразява в множество измерения, включително времева област, спектрална област и пространствена област, подчертавайки многоизмерната управляемост на лазера със случайни микрокухини.
Характеристики на приложението на лазери със случайни микрокухини
Ниската пространствена кохерентност, случайността на модовете и чувствителността към околната среда осигуряват много благоприятни фактори за приложението на стохастични микрорезонаторни лазери. С решението за управление на модовете и управление на посоката на произволния лазер, този уникален източник на светлина се използва все по-често в образната диагностика, медицинската сензорна диагностика, информационната комуникация и други области.
Като лазер с неподредени микрокухонни кухини в микро и наномащаб, лазерът с произволни микрокухини е много чувствителен към промените в околната среда и неговите параметрични характеристики могат да реагират на различни чувствителни индикатори, наблюдаващи външната среда, като температура, влажност, pH, концентрация на течности, коефициент на пречупване и др., създавайки превъзходна платформа за реализиране на високочувствителни сензорни приложения. В областта на изображенията, идеалният...източник на светлинатрябва да има висока спектрална плътност, силен насочен изход и ниска пространствена кохерентност, за да се предотвратят интерферентни спекл ефекти. Изследователите демонстрираха предимствата на произволните лазери за изобразяване без спекл в перовскит, биофилм, разсейвачи на течни кристали и носители на клетъчна тъкан. В медицинската диагностика, лазерът със произволна микрокухина може да пренася разсеяна информация от биологичния гостоприемник и е бил успешно приложен за откриване на различни биологични тъкани, което осигурява удобство за неинвазивна медицинска диагностика.
В бъдеще систематичният анализ на неподредените структури на микрокухините и сложните механизми за генериране на лазер ще стане по-пълен. С непрекъснатия напредък на материалознанието и нанотехнологиите се очаква да бъдат произведени по-фини и функционални неподредени структури на микрокухините, което има голям потенциал за насърчаване на фундаменталните изследвания и практическите приложения.
Време на публикуване: 05 ноември 2024 г.