Ласери комплекса микрошупљине од уређених до неуређених стања

Ласери комплекса микрошупљине 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 се величина шупљинеласерје близу микронског или субмикронског нивоа, постао је једно од тренутних истраживачких жаришта у академској заједници: ласери са микрошупљинама, 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 ласерских параметара и могу проширити потенцијал његове примене.

Различити системи случајнихласери са микрошупљинама
У овом раду су по први пут класификовани ласери са случајним микрошупљинама из различитих димензија шупљина. Ова разлика не само да истиче јединствене излазне карактеристике ласера ​​са насумичном микрошупљином у различитим димензијама, већ и појашњава предности разлике у величини случајне микрошупљине у различитим регулаторним и применљивим пољима. Тродимензионална микрошупљина у чврстом стању 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 (К-фактором). Ове карактеристике га чине погодним за високо прецизно сенсинг, складиштење фотона, квантну обраду информација и друга поља напредне технологије. Отворени дводимензионални систем танког филма је идеална платформа за конструисање неуређених планарних структура. Као дводимензионална неуређена диелектрична раван са интегрисаним појачањем и расејањем, систем танког филма може активно учествовати у генерисању насумичних ласера. Ефекат планарног таласовода олакшава спајање и сакупљање ласера. Са додатном смањеном димензијом шупљине, интеграција медија повратне спреге и појачања у једнодимензионални таласовод може да потисне радијално расејање светлости док истовремено повећава аксијалну светлосну резонанцу и спрегу. Овај приступ интеграције на крају побољшава ефикасност ласерског генерисања и спајања.

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

Карактеристике примене ласера ​​са случајним микрошупљинама
Ниска просторна кохерентност, случајност модова и осетљивост на окружење пружају многе повољне факторе за примену стохастичких ласера ​​са микрошупљинама. Са решењем контроле режима и контроле правца насумичних ласера, овај јединствени извор светлости се све више користи у сликовној, медицинској дијагностици, сенсингу, информационој комуникацији и другим пољима.
Као ласер са неуређеним микро шупљинама на микро и нано скали, ласер са насумичном микрошупљином је веома осетљив на промене у окружењу, а његове параметарске карактеристике могу да реагују на различите осетљиве индикаторе који прате спољашње окружење, као што су температура, влажност, пХ, концентрација течности, индекс преламања итд., стварајући супериорну платформу за реализацију апликација за сенсинг високе осетљивости. У области имиџинга, идеализвор светлоститреба да има високу спектралну густину, јак усмерени излаз и ниску просторну кохерентност како би се спречили ефекти спекле интерференције. Истраживачи су демонстрирали предности насумичних ласера ​​за снимање без мрља у перовскиту, биофилму, распршивачима течних кристала и носачима ћелијског ткива. У медицинској дијагнози, насумични ласер са микрошупљином може да носи разбацане информације од биолошког домаћина, и успешно се примењује за откривање 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. Уз континуирани напредак науке о материјалима и нанотехнологије, очекује се да ће се производити више финих и функционално неуређених структура микрошупљина, што има велики потенцијал у промовисању основних истраживања и практичних примена.