Ласери со микрокавитни комплекси од подредени до неуредни состојби

Ласери со микрокавитни комплекси од подредени до неуредни состојби

Типичен ласер се состои од три основни елементи: извор на пумпа, медиум за засилување што го засилува стимулираното зрачење и шуплива структура што генерира оптичка резонанца. Кога големината на шуплинаталасере блиску до микронско или субмикронско ниво, стана едно од моменталните истражувачки жаришта во академската заедница: ласери со микрошуплини, кои можат да постигнат значителна интеракција на светлината и материјата во мал волумен. Комбинирањето на микрошуплини со сложени системи, како што е воведување неправилни или неуредни граници на шуплини или воведување сложени или неуредни работни медиуми во микрошуплини, ќе го зголеми степенот на слобода на излезот на ласерот. Физичките карактеристики на неуредни шуплини носат повеќедимензионални методи за контрола на ласерските параметри и можат да го прошират неговиот потенцијал за примена.

Различни системи на случајностмикрокавитни ласери
Во овој труд, ласерите со случајни микрошуплини се класифицирани за прв пат од различни димензии на шуплината. Оваа разлика не само што ги истакнува уникатните излезни карактеристики на ласерот со случајни микрошуплини во различни димензии, туку и ги разјаснува предностите на разликата во големината на случајната микрошуплина во различни регулаторни и применички полиња. Тридимензионалната микрошуплина во цврста состојба обично има помал волумен на модот, со што се постигнува посилна интеракција на светлината и материјата. Поради својата тридимензионална затворена структура, светлосното поле може да биде високо локализирано во три димензии, често со висок фактор на квалитет (Q-фактор). Овие карактеристики го прават погоден за високопрецизно мерење, складирање на фотони, обработка на квантни информации и други напредни технолошки полиња. Отворениот дводимензионален систем со тенок филм е идеална платформа за конструирање на неуредни рамнински структури. Како дводимензионална неуредна диелектрична рамнина со интегрирано засилување и расејување, системот со тенок филм може активно да учествува во генерирањето на случаен ласер. Ефектот на планарен брановод го олеснува спојувањето и собирањето на ласерот. Со дополнително намалување на димензијата на шуплината, интеграцијата на медиумите за повратна информација и засилување во еднодимензионалниот брановоден може да го потисне радијалното расејување на светлината, а воедно да ја подобри аксијалната светлосна резонанца и спојувањето. Овој пристап на интеграција на крајот ја подобрува ефикасноста на генерирањето и спојувањето на ласери.

Регулаторни карактеристики на ласери со случајни микрошуплини
Многу индикатори на традиционалните ласери, како што се кохерентноста, прагот, насоката на излез и карактеристиките на поларизација, се клучни критериуми за мерење на излезните перформанси на ласерите. Во споредба со конвенционалните ласери со фиксни симетрични шуплини, ласерот со случајни микрошуплини обезбедува поголема флексибилност во регулирањето на параметрите, што се рефлектира во повеќе димензии, вклучувајќи временски домен, спектрален домен и просторен домен, истакнувајќи ја повеќедимензионалната контрола на ласерот со случајни микрошуплини.

Карактеристики на примена на ласери со случајни микрошуплини
Ниската просторна кохерентност, случајноста на модовите и чувствителноста на околината обезбедуваат многу поволни фактори за примена на стохастички микрошуплини ласери. Со решението за контрола на модовите и контрола на насоката на случаен ласер, овој уникатен извор на светлина се повеќе се користи во снимањето, медицинската дијагностика, сензорите, информациската комуникација и други области.
Како ласер со нередовна микрошуплина на микро и нано ниво, ласерот со случајна микрошуплина е многу чувствителен на промените во животната средина, а неговите параметарски карактеристики можат да реагираат на различни чувствителни индикатори што ја следат надворешната средина, како што се температура, влажност, pH, концентрација на течности, индекс на прекршување итн., создавајќи супериорна платформа за реализација на апликации за мерење со висока чувствителност. Во областа на снимањето, идеалниотизвор на светлинатреба да имаат висока спектрална густина, силен насочен излез и ниска просторна кохерентност за да се спречат ефектите на интерферентни дамки. Истражувачите ги демонстрираа предностите на случајните ласери за снимање без дамки кај перовскит, биофилм, расејувачи на течни кристали и носачи на клеточни ткива. Во медицинската дијагностика, ласерот со случајна микрошуплина може да носи расфрлани информации од биолошкиот домаќин и успешно се применува за откривање на различни биолошки ткива, што обезбедува погодност за неинвазивна медицинска дијагноза.

Во иднина, систематската анализа на неуредните микрошуплини структури и сложените механизми за генерирање ласери ќе стане поцелосна. Со континуираниот напредок на науката за материјали и нанотехнологијата, се очекува да се произведуваат повеќе фини и функционални неуредни микрошуплини структури, што има голем потенцијал во промовирањето на основните истражувања и практичните апликации.