Lasery złożone mikrownękowe od stanów uporządkowanych do nieuporządkowanych

Lasery złożone mikrownękowe od stanów uporządkowanych do nieuporządkowanych

Typowy laser składa się z trzech podstawowych elementów: źródła pompy, ośrodka wzmacniającego wzmacniającego stymulowane promieniowanie oraz struktury wnękowej, która generuje rezonans optyczny. Gdy wielkość wnękilaserjest bliski poziomu mikrona lub submikrona, stał się jednym z aktualnych ośrodków badawczych społeczności akademickiej: lasery mikrownękowe, które mogą osiągnąć znaczącą interakcję światła i materii w małej objętości. Łączenie mikrownęk ze złożonymi systemami, na przykład wprowadzanie nieregularnych lub nieuporządkowanych granic wnęk lub wprowadzanie złożonych lub nieuporządkowanych mediów roboczych do mikrownęk, zwiększy stopień swobody wyjścia lasera. Fizyczne właściwości nieklonujące nieuporządkowanych ubytków zapewniają wielowymiarowe metody kontroli parametrów lasera i mogą rozszerzyć jego potencjał aplikacyjny.

Różne systemy losowelasery mikrownękowe
W tym artykule po raz pierwszy sklasyfikowano losowe lasery mikrownękowe na podstawie różnych wymiarów wnęki. To rozróżnienie nie tylko podkreśla unikalne właściwości wyjściowe losowego lasera mikrownękowego w różnych wymiarach, ale także wyjaśnia zalety różnicy wielkości losowej mikrownęki w różnych obszarach regulacyjnych i aplikacyjnych. Trójwymiarowa mikrownęka w stanie stałym ma zwykle mniejszą objętość modową, co pozwala uzyskać silniejszą interakcję światła i materii. Ze względu na trójwymiarową zamkniętą strukturę pole świetlne może być wysoce zlokalizowane w trzech wymiarach, często z wysokim współczynnikiem jakości (współczynnik Q). Te cechy sprawiają, że nadaje się do precyzyjnego wykrywania, przechowywania fotonów, przetwarzania informacji kwantowej i innych zaawansowanych dziedzin technologii. Otwarty dwuwymiarowy system cienkowarstwowy jest idealną platformą do konstruowania nieuporządkowanych struktur planarnych. Jako dwuwymiarowa nieuporządkowana płaszczyzna dielektryczna ze zintegrowanym wzmocnieniem i rozpraszaniem, system cienkowarstwowy może aktywnie uczestniczyć w generowaniu losowego lasera. Efekt falowodu płaskiego ułatwia sprzęganie i zbieranie lasera. Dzięki dalszemu zmniejszeniu wymiaru wnęki integracja nośników sprzężenia zwrotnego i wzmocnienia w jednowymiarowym falowodzie może stłumić promieniowe rozpraszanie światła, jednocześnie zwiększając osiowy rezonans światła i sprzężenie. To podejście integracyjne ostatecznie poprawia efektywność generowania i sprzęgania lasera.

Charakterystyka regulacyjna losowych laserów mikrownękowych
Wiele wskaźników tradycyjnych laserów, takich jak spójność, próg, kierunek wyjścia i charakterystyka polaryzacji, to kluczowe kryteria pomiaru wydajności wyjściowej laserów. W porównaniu z konwencjonalnymi laserami ze stałymi symetrycznymi wnękami, losowy laser mikrownękowy zapewnia większą elastyczność w regulacji parametrów, co znajduje odzwierciedlenie w wielu wymiarach, w tym w domenie czasu, domenie widmowej i przestrzeni przestrzennej, podkreślając wielowymiarową sterowalność losowego lasera mikrownękowego.

Charakterystyka zastosowań losowych laserów mikrownękowych
Niska spójność przestrzenna, losowość modów i wrażliwość na środowisko zapewniają wiele czynników sprzyjających zastosowaniu stochastycznych laserów mikrownękowych. Dzięki rozwiązaniu kontroli trybu i kontroli kierunku losowego lasera to unikalne źródło światła jest coraz częściej wykorzystywane w obrazowaniu, diagnostyce medycznej, wykrywaniu, przekazywaniu informacji i innych dziedzinach.
Jako nieuporządkowany laser mikrownękowy w skali mikro i nano, losowy laser mikrownękowy jest bardzo wrażliwy na zmiany środowiskowe, a jego charakterystyka parametryczna może reagować na różne czułe wskaźniki monitorujące środowisko zewnętrzne, takie jak temperatura, wilgotność, pH, stężenie cieczy, współczynnik załamania światła itp., tworząc doskonałą platformę do realizacji zastosowań związanych z czujnikami o wysokiej czułości. W dziedzinie obrazowania ideałźródło światłapowinien mieć wysoką gęstość widmową, silny sygnał kierunkowy i niską spójność przestrzenną, aby zapobiec efektom plamek interferencyjnych. Naukowcy wykazali zalety losowych laserów w obrazowaniu pozbawionym plamek w perowskicie, biofilmie, rozpraszaczach ciekłokrystalicznych i nośnikach tkanki komórkowej. W diagnostyce medycznej losowy laser mikrownękowy może przenosić rozproszone informacje od gospodarza biologicznego i został z powodzeniem zastosowany do wykrywania różnych tkanek biologicznych, co zapewnia wygodę w nieinwazyjnej diagnostyce medycznej.

W przyszłości systematyczna analiza nieuporządkowanych struktur mikrownęk i złożonych mechanizmów generacji lasera stanie się pełniejsza. Oczekuje się, że wraz z ciągłym postępem inżynierii materiałowej i nanotechnologii powstaną bardziej drobne i funkcjonalne, nieuporządkowane struktury mikrownęk, co ma ogromny potencjał w promowaniu badań podstawowych i zastosowań praktycznych.