Láseres complexos de microcavidade desde os estados desordenados ordenados
Un láser típico consta de tres elementos básicos: unha fonte de bomba, un medio de ganancia que amplifica a radiación estimulada e unha estrutura de cavidade que xera unha resonancia óptica. Cando o tamaño da cavidade doláserestá preto do nivel de micron ou submicrón, converteuse nun dos puntos hotspots de investigación actuais na comunidade académica: láseres de microcavidade, que poden conseguir unha interacción significativa de luz e materia nun pequeno volume. Combinar microcavidades con sistemas complexos, como introducir límites irregulares ou desordenados da cavidade ou introducir medios de traballo complexos ou desordenados en microcavidades, aumentará o grao de liberdade de produción láser. As características físicas non clonantes das cavidades desordenadas traen métodos de control multidimensional dos parámetros láser e poden ampliar o seu potencial de aplicación.
Diferentes sistemas de aleatoriosLáseres de microcavidade
Neste artigo, os láseres de microcavidade aleatorios clasifícanse por diferentes dimensións da cavidade por primeira vez. Esta distinción non só pon de manifesto as características de saída únicas do láser de microcavidade aleatoria en diferentes dimensións, senón que tamén aclara as vantaxes da diferenza de tamaño da microcavidade aleatoria en diversos campos regulatorios e de aplicacións. A microcavidade en estado sólido tridimensional normalmente ten un volume de modo menor, conseguindo así unha interacción de luz e materia máis forte. Debido á súa estrutura pechada tridimensional, o campo de luz pódese localizar altamente en tres dimensións, a miúdo cun factor de alta calidade (factor Q). Estas características fan que sexa adecuado para detección de alta precisión, almacenamento de fotóns, procesamento de información cuántica e outros campos de tecnoloxía avanzada. O sistema de películas finas bidimensional aberto é unha plataforma ideal para construír estruturas planas desordenadas. Como un plano dieléctrico desordenado bidimensional con ganancia e dispersión integrada, o sistema de cine fino pode participar activamente na xeración de láser aleatorio. O efecto de guía de onda plana facilita o acoplamiento e a colección láser. Coa dimensión da cavidade reducida aínda máis, a integración de retroalimentación e ganancia de medios na guía de onda unidimensional pode suprimir a dispersión de luz radial ao tempo que aumenta a resonancia e o acoplamiento da luz axial. Este enfoque de integración mellora en última instancia a eficiencia da xeración de láser e do acoplamiento.
Características reguladoras dos láseres de microcavidade aleatorios
Moitos indicadores de láseres tradicionais, como a coherencia, o limiar, a dirección de saída e as características de polarización, son os criterios clave para medir o rendemento de saída dos láseres. En comparación cos láseres convencionais con cavidades simétricas fixas, o láser de microcavidade aleatoria proporciona máis flexibilidade na regulación de parámetros, que se reflicte en múltiples dimensións, incluíndo dominio de tempo, dominio espectral e dominio espacial, resaltando a controlabilidade multidimensional do láser de microcavidade aleatoria.
Características da aplicación de láseres de microcavidade aleatorios
A baixa coherencia espacial, a aleatoriedade do modo e a sensibilidade ao ambiente proporcionan moitos factores favorables para a aplicación de láseres de microcavidade estocásticos. Coa solución de control de modo e control de dirección do láser aleatorio, esta fonte de luz única úsase cada vez máis en imaxes, diagnóstico médico, detección, comunicación de información e outros campos.
Como láser de micro-cavidade desordenada a escala micro e nano, o láser de microcavidade aleatoria é moi sensible aos cambios ambientais, e as súas características paramétricas poden responder a varios indicadores sensibles que controlan o ambiente externo, como a temperatura, a humidade, a concentración de líquido, o índice de refracción, etc., creando unha plataforma superior para realizar a humidade, aplicacións de sensibilidade de alta sensibilidade. No campo da imaxe, o idealfonte de luzDebería ter unha alta densidade espectral, unha forte produción direccional e baixa coherencia espacial para evitar efectos de mancha de interferencia. Os investigadores demostraron as vantaxes dos láseres aleatorios para imaxes sen manchas en perovskita, biofilm, dispersores de cristal líquido e portadores de tecidos celulares. No diagnóstico médico, o láser de microcavidade aleatoria pode transportar información dispersa do hóspede biolóxico e aplicouse con éxito para detectar varios tecidos biolóxicos, o que proporciona comodidade para o diagnóstico médico non invasivo.
No futuro, a análise sistemática das estruturas de microcavidade desordenadas e os mecanismos complexos de xeración de láser faranse máis completos. Co progreso continuo da ciencia dos materiais e da nanotecnoloxía, espérase que se fabricen estruturas de microcavidade desordenadas máis finas e funcionais, o que ten un gran potencial na promoción de investigacións básicas e aplicacións prácticas.
Tempo de publicación: novembro do 05-2024