Microcavity-complexlasers van geordende naar ongeordende toestanden

Microcavity-complexlasers van geordende naar ongeordende toestanden

Een typische laser bestaat uit drie basiselementen: een pompbron, een versterkingsmedium dat de gestimuleerde straling versterkt, en een holtestructuur die een optische resonantie genereert. Wanneer de spouwgrootte van delaserOmdat het dichtbij het micron- of submicronniveau ligt, is het een van de huidige onderzoekshotspots in de academische gemeenschap geworden: microcaviteitslasers, die in een klein volume een aanzienlijke interactie tussen licht en materie kunnen bewerkstelligen. Het combineren van microcaviteiten met complexe systemen, zoals het introduceren van onregelmatige of ongeordende holtegrenzen, of het introduceren van complexe of ongeordende werkmedia in microcaviteiten, zal de mate van vrijheid van laseruitvoer vergroten. De fysieke niet-kloneringskenmerken van ongeordende caviteiten zorgen voor multidimensionale controlemethoden voor laserparameters en kunnen het toepassingspotentieel ervan vergroten.

Verschillende systemen van willekeurigmicrocaviteit lasers
In dit artikel worden willekeurige microcaviteitslasers voor het eerst geclassificeerd op basis van verschillende holteafmetingen. Dit onderscheid benadrukt niet alleen de unieke outputkarakteristieken van de willekeurige microcaviteitslaser in verschillende afmetingen, maar verduidelijkt ook de voordelen van het grootteverschil van de willekeurige microcaviteitslaser in verschillende regelgevings- en toepassingsvelden. De driedimensionale microholte in vaste toestand heeft gewoonlijk een kleiner volume, waardoor een sterkere interactie tussen licht en materie wordt bereikt. Door de driedimensionale gesloten structuur kan het lichtveld zeer driedimensionaal gelokaliseerd worden, vaak met een hoge kwaliteitsfactor (Q-factor). Deze kenmerken maken het geschikt voor uiterst nauwkeurige detectie, fotonenopslag, kwantuminformatieverwerking en andere geavanceerde technologiegebieden. Het open tweedimensionale dunnefilmsysteem is een ideaal platform voor het construeren van ongeordende vlakke structuren. Als een tweedimensionaal ongeordend diëlektrisch vlak met geïntegreerde versterking en verstrooiing kan het dunnefilmsysteem actief deelnemen aan het genereren van willekeurige lasers. Het vlakke golfgeleidereffect maakt de laserkoppeling en -verzameling eenvoudiger. Nu de afmeting van de holte verder is verkleind, kan de integratie van feedback- en versterkingsmedia in de eendimensionale golfgeleider de radiale lichtverstrooiing onderdrukken terwijl de axiale lichtresonantie en koppeling worden verbeterd. Deze integratiebenadering verbetert uiteindelijk de efficiëntie van het genereren en koppelen van lasers.

Regelgevende kenmerken van willekeurige microcaviteitslasers
Veel indicatoren van traditionele lasers, zoals coherentie, drempelwaarde, uitvoerrichting en polarisatiekarakteristieken, zijn de belangrijkste criteria om de uitvoerprestaties van lasers te meten. Vergeleken met conventionele lasers met vaste symmetrische holten biedt de willekeurige microcaviteitslaser meer flexibiliteit bij parameterregulering, wat wordt weerspiegeld in meerdere dimensies, waaronder tijdsdomein, spectraal domein en ruimtelijk domein, wat de multidimensionale bestuurbaarheid van willekeurige microcaviteitslaser benadrukt.

Toepassingskenmerken van lasers met willekeurige microcaviteit
Lage ruimtelijke coherentie, moduswillekeurigheid en gevoeligheid voor de omgeving bieden veel gunstige factoren voor de toepassing van stochastische microcaviteitslasers. Met de oplossing van moduscontrole en richtingscontrole van willekeurige lasers wordt deze unieke lichtbron steeds vaker gebruikt in beeldvorming, medische diagnose, detectie, informatiecommunicatie en andere gebieden.
Als een ongeordende microholtelaser op micro- en nanoschaal is de willekeurige microholtelaser zeer gevoelig voor veranderingen in de omgeving, en zijn parametrische kenmerken kunnen reageren op verschillende gevoelige indicatoren die de externe omgeving bewaken, zoals temperatuur, vochtigheid, pH, vloeistofconcentratie, brekingsindex, enz., waardoor een superieur platform ontstaat voor het realiseren van hooggevoelige detectietoepassingen. Op het gebied van beeldvorming is het ideaallichtbronmoeten een hoge spectrale dichtheid, een sterke directionele output en een lage ruimtelijke coherentie hebben om interferentie-spikkeleffecten te voorkomen. De onderzoekers demonstreerden de voordelen van willekeurige lasers voor vlekvrije beeldvorming in perovskiet, biofilm, vloeibare kristalverstrooiers en celweefseldragers. Bij medische diagnose kan willekeurige microcaviteitslaser verspreide informatie van de biologische gastheer overbrengen en is met succes toegepast om verschillende biologische weefsels te detecteren, wat gemak biedt voor niet-invasieve medische diagnoses.

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