Микрошупљинарски комплексни ласери од уређених до неуређених стања

Микрошупљинарски комплексни ласери од уређених до неуређених стања

Типичан ласер се састоји од три основна елемента: извора пумпе, медијума за појачавање који појачава стимулисано зрачење и структуре шупљине која генерише оптичку резонанцу. Када је величина шупљинеласерблизу је микронског или субмикронског нивоа, постао је једно од актуелних истраживачких жаришта у академској заједници: микрошупљински ласери, који могу постићи значајну интеракцију светлости и материје у малој запремини. Комбиновање микрошупљина са сложеним системима, као што је увођење неправилних или неуређених граница шупљина, или увођење сложених или неуређених радних медија у микрошупљине, повећаће степен слободе ласерског излаза. Физичке карактеристике неклонирања неуређених шупљина доносе вишедимензионалне методе контроле параметара ласера ​​и могу проширити његов потенцијал примене.

Различити системи случајногмикрошупљинарски ласери
У овом раду, ласери са случајним микрошупљинама су први пут класификовани из различитих димензија шупљина. Ова разлика не само да истиче јединствене излазне карактеристике ласера ​​са случајним микрошупљинама у различитим димензијама, већ и разјашњава предности разлике у величини случајне микрошупљине у различитим регулаторним и применским областима. Тродимензионална чврста микрошупљина обично има мању запремину мода, чиме се постиже јача интеракција светлости и материје. Због своје тродимензионалне затворене структуре, светлосно поље може бити високо локализовано у три димензије, често са високим фактором квалитета (Q-фактор). Ове карактеристике га чине погодним за високопрецизно детектовање, складиштење фотона, квантну обраду информација и друга напредна технолошка поља. Отворени дводимензионални систем танких филмова је идеална платформа за конструисање неуређених планарних структура. Као дводимензионална неуређена диелектрична раван са интегрисаним појачањем и расејањем, систем танких филмова може активно учествовати у генерисању случајног ласера. Ефекат планарног таласовода олакшава повезивање и сакупљање ласера. Са додатним смањењем димензије шупљине, интеграција повратне спреге и медија појачања у једнодимензионални таласовод може сузбити радијално расејање светлости, а истовремено побољшати аксијалну резонанцу и спрезање светлости. Овај приступ интеграцији на крају побољшава ефикасност генерисања и спрезања ласера.

Регулаторне карактеристике ласера ​​са случајним микрошупљинама
Многи индикатори традиционалних ласера, као што су кохеренција, праг, смер излаза и карактеристике поларизације, кључни су критеријуми за мерење излазних перформанси ласера. У поређењу са конвенционалним ласерима са фиксним симетричним шупљинама, ласер са случајним микрошупљинама пружа већу флексибилност у регулацији параметара, што се огледа у више димензија, укључујући временски домен, спектрални домен и просторни домен, истичући вишедимензионалну управљивост ласера ​​са случајним микрошупљинама.

Карактеристике примене ласера ​​са случајним микрошупљинама
Ниска просторна кохерентност, случајност модова и осетљивост на околину пружају многе повољне факторе за примену стохастичких микрошупљинастих ласера. Са решењем за контролу модова и контролу правца случајног ласера, овај јединствени извор светлости се све више користи у снимању, медицинској дијагнози, сензорима, информационој комуникацији и другим областима.
Као неуређени микро-шупљински ласер на микро и нано скали, ласер са случајним микрошупљинским резоновањем је веома осетљив на промене у окружењу, а његове параметарске карактеристике могу реаговати на различите осетљиве индикаторе који прате спољашње окружење, као што су температура, влажност, pH, концентрација течности, индекс преламања итд., стварајући супериорну платформу за реализацију сензорских апликација високе осетљивости. У области снимања, идеаланизвор светлоститреба да има високу спектралну густину, снажан усмерени излаз и ниску просторну кохеренцију како би се спречили ефекти интерференције и спекла. Истраживачи су показали предности случајних ласера ​​за снимање без спекла у перовскиту, биофилму, расејачима течних кристала и носачима ћелијског ткива. У медицинској дијагнози, случајни микрошупљински ласер може да носи расејане информације од биолошког домаћина и успешно је примењен за детекцију различитих биолошких ткива, што пружа погодност за неинвазивну медицинску дијагнозу.

У будућности ће систематска анализа неуређених структура микрошупљина и сложених механизама генерисања ласера ​​постати потпунија. Са континуираним напретком науке о материјалима и нанотехнологије, очекује се да ће се произвести све финије и функционалније неуређене структуре микрошупљина, што има велики потенцијал у промоцији основних истраживања и практичних примена.