Microcaviteitscomplexlasers van geordende naar ongeordende toestanden

Microcaviteitscomplexlasers van geordende naar ongeordende toestanden

Een typische laser bestaat uit drie basiselementen: een pompbron, een versterkend medium dat de gestimuleerde straling versterkt, en een holtestructuur die optische resonantie genereert. Wanneer de grootte van de holte van delaserOmdat het dicht bij het micron- of submicronniveau ligt, is het uitgegroeid tot een van de huidige onderzoekshotspots in de academische gemeenschap: microcaviteitslasers, die een significante interactie tussen licht en materie in een klein volume kunnen bereiken. Het combineren van microcaviteiten met complexe systemen, zoals het introduceren van onregelmatige of ongeordende caviteitsgrenzen, of het introduceren van complexe of ongeordende werkmedia in microcaviteiten, zal de vrijheid van laseruitvoer vergroten. De fysieke niet-klonerende eigenschappen van ongeordende caviteiten maken multidimensionale controlemethoden voor laserparameters mogelijk en kunnen de toepassingsmogelijkheden ervan uitbreiden.

Verschillende systemen van willekeurigemicrocaviteitslasers
In dit artikel worden random microcavity lasers voor het eerst geclassificeerd op basis van verschillende caviteitsafmetingen. Dit onderscheid benadrukt niet alleen de unieke outputkarakteristieken van de random microcavity laser in verschillende dimensies, maar verduidelijkt ook de voordelen van het verschil in grootte van de random microcavity in diverse regelgevings- en toepassingsgebieden. De driedimensionale vaste-stof microcavity heeft doorgaans een kleiner modusvolume, waardoor een sterkere licht-materie-interactie ontstaat. Dankzij de driedimensionale gesloten structuur kan het lichtveld zeer gelokaliseerd worden in drie dimensies, vaak met een hoge kwaliteitsfactor (Q-factor). Deze eigenschappen maken het geschikt voor zeer nauwkeurige detectie, fotonopslag, kwantuminformatieverwerking en andere geavanceerde technologische gebieden. Het open tweedimensionale dunnefilmsysteem is een ideaal platform voor het construeren van ongeordende planaire structuren. Als een tweedimensionaal ongeordend diëlektrisch vlak met geïntegreerde versterking en verstrooiing, kan het dunnefilmsysteem actief deelnemen aan de generatie van random lasers. Het planaire golfgeleidereffect vergemakkelijkt de laserkoppeling en -collectie. Door de holte verder te verkleinen, kan de integratie van feedback- en versterkingsmedia in de eendimensionale golfgeleider radiale lichtverstrooiing onderdrukken en tegelijkertijd de axiale lichtresonantie en -koppeling verbeteren. Deze integratieaanpak verbetert uiteindelijk de efficiëntie van laseropwekking en -koppeling.

Regulerende kenmerken van willekeurige microcaviteitslasers
Veel indicatoren van traditionele lasers, zoals coherentie, drempelwaarde, uitgangsrichting en polarisatiekarakteristieken, zijn de belangrijkste criteria om de uitgangsprestaties van lasers te meten. Vergeleken met conventionele lasers met vaste symmetrische caviteiten biedt de random microcavity laser meer flexibiliteit in parameterregulatie, wat tot uiting komt in meerdere dimensies, waaronder het tijdsdomein, het spectraaldomein en het ruimtelijk domein. Dit onderstreept de multidimensionale regelbaarheid van de random microcavity laser.

Toepassingskenmerken van willekeurige microcaviteitslasers
Lage ruimtelijke coherentie, willekeurige modus en omgevingsgevoeligheid bieden veel gunstige factoren voor de toepassing van stochastische microcaviteitslasers. Dankzij de oplossing van modus- en richtingsregeling van willekeurige lasers wordt deze unieke lichtbron steeds vaker gebruikt in beeldvorming, medische diagnose, sensortechnologie, informatiecommunicatie en andere gebieden.
Als wanordelijke microcaviteitslaser op micro- en nanoschaal is de random microcaviteitslaser zeer gevoelig voor omgevingsveranderingen. De parametrische eigenschappen kunnen reageren op verschillende gevoelige indicatoren die de externe omgeving bewaken, zoals temperatuur, vochtigheid, pH, vloeistofconcentratie, brekingsindex, enz., wat een superieur platform creëert voor het realiseren van hooggevoelige sensortoepassingen. Op het gebied van beeldvorming is de idealelichtbronmoet een hoge spectrale dichtheid, sterke directionele output en lage ruimtelijke coherentie hebben om interferentie-speckle-effecten te voorkomen. De onderzoekers toonden de voordelen aan van random lasers voor speckle-vrije beeldvorming in perovskiet, biofilm, vloeibaar-kristalverstrooiers en celweefseldragers. Bij medische diagnose kan random microcavity laser verstrooide informatie van de biologische gastheer overbrengen en is met succes toegepast om verschillende biologische weefsels te detecteren, wat gemak biedt bij niet-invasieve medische diagnose.

In de toekomst zal de systematische analyse van ongeordende microcaviteitsstructuren en complexe lasergeneratiemechanismen completer worden. Met de voortdurende vooruitgang in materiaalkunde en nanotechnologie wordt verwacht dat er meer fijne en functionele ongeordende microcaviteitsstructuren zullen worden geproduceerd, wat een groot potentieel heeft voor het bevorderen van fundamenteel onderzoek en praktische toepassingen.