Microcavity Complex Lasers från beordrade till störda stater

Microcavity Complex Lasers från beordrade till störda stater

En typisk laser består av tre grundelement: en pumpkälla, ett förstärkningsmedium som förstärker den stimulerade strålningen och en kavitetsstruktur som genererar en optisk resonans. När kavitetsstorleken pålaserär nära mikron- eller submikronnivån, den har blivit en av de nuvarande forskningshotningarna i det akademiska samfundet: mikrokavitetslasrar, som kan uppnå betydande ljus- och materia -interaktion i en liten volym. Att kombinera mikrokaviteter med komplexa system, såsom introduktion av oregelbundna eller oordnade kavitetsgränser, eller introducera komplexa eller störda arbetsmedier i mikrokaviteter, kommer att öka graden av laserproduktion. De fysiska icke-klonande egenskaperna hos störda hålrum ger flerdimensionella kontrollmetoder för laserparametrar och kan utöka dess tillämpningspotential.

Olika system av slumpmässigamikrokavitetslasrar
I detta dokument klassificeras slumpmässiga mikrokavitetslasrar från olika kavitetsdimensioner för första gången. Denna distinktion belyser inte bara de unika utgångsegenskaperna för den slumpmässiga mikrokavitetslasern i olika dimensioner, utan klargör också fördelarna med storleksskillnaden för den slumpmässiga mikrokaviteten i olika reglerings- och applikationsfält. Den tredimensionella mikrokaviteten i fast tillstånd har vanligtvis en mindre lägesvolym, vilket uppnår en starkare ljus- och materiell interaktion. På grund av dess tredimensionella stängda struktur kan ljusfältet vara mycket lokaliserat i tre dimensioner, ofta med en högkvalitativ faktor (Q-faktor). Dessa egenskaper gör det lämpligt för avkänning med hög precision, fotonlagring, kvantinformationsbehandling och andra avancerade teknikområden. Det öppna tvådimensionella tunnfilmsystemet är en idealisk plattform för att konstruera oordnade plana strukturer. Som ett tvådimensionellt stört dielektriskt plan med integrerad förstärkning och spridning kan det tunna filmsystemet aktivt delta i genereringen av slumpmässig laser. Den plana vågledareffekten gör laserkopplingen och kollektionen enklare. Med kavitetsdimensionen ytterligare minskad kan integrationen av feedback och få media i den endimensionella vågledaren undertrycka radiell ljusspridning samtidigt som axiell ljusresonans och koppling förbättras. Denna integrationsmetod förbättrar slutligen effektiviteten i lasergenerering och koppling.

Regleringsegenskaper för slumpmässiga mikrokavitetslasrar
Många indikatorer på traditionella lasrar, såsom koherens, tröskel, utgångsriktning och polarisationsegenskaper, är de viktigaste kriterierna för att mäta utgångsprestanda för lasrar. Jämfört med konventionella lasrar med fasta symmetriska hålrum ger den slumpmässiga mikrokavitetslasern mer flexibilitet i parameterreglering, vilket återspeglas i flera dimensioner inklusive tidsdomän, spektral domän och rumslig domän, vilket belyser den multidimensionella kontrollerbarhet för slumpmässig mikrokavitetslaser.

Tillämpningsegenskaper för slumpmässiga mikrokavitetslasrar
Låg rumslig koherens, slumpmässig läge och känslighet för miljön ger många gynnsamma faktorer för tillämpning av stokastiska mikrokavitetslasrar. Med lösningen av lägeskontroll och riktningskontroll av slumpmässig laser används denna unika ljuskälla alltmer vid avbildning, medicinsk diagnos, avkänning, informationskommunikation och andra fält.
Som en störd mikro-kavitetslaser i mikro- och nano-skala är den slumpmässiga mikrokavitetslasern mycket känslig för miljöförändringar, och dess parametriska egenskaper kan svara på olika känsliga indikatorer som övervakar den yttre miljön, såsom temperatur, fuktighet, pH, vätskekoncentration, brytningsindex, etc., vilket skapar en superiorplattform för att införa hög sensivitetskänsla. Inom avbildning, idealetljuskällabör ha hög spektraltäthet, stark riktningsutgång och låg rumslig koherens för att förhindra effekter av störningar. Forskarna demonstrerade fördelarna med slumpmässiga lasrar för fläckfri avbildning i perovskite, biofilm, flytande kristallspridare och cellvävnadsbärare. Vid medicinsk diagnos kan slumpmässig mikrokavitetslaser bära spridd information från biologisk värd och har framgångsrikt tillämpats för att upptäcka olika biologiska vävnader, vilket ger bekvämlighet för icke-invasiv medicinsk diagnos.

I framtiden kommer systematisk analys av störda mikrokavitetsstrukturer och komplexa lasergenereringsmekanismer att bli mer fullständiga. Med den kontinuerliga framstegen inom materialvetenskap och nanoteknologi förväntas det att mer fina och funktionella störda mikrokavitetsstrukturer kommer att tillverkas, vilket har stor potential för att främja grundforskning och praktiska tillämpningar.