Lasers complexos de microcavidade de estados ordenados para desordenados

Lasers complexos de microcavidade de estados ordenados para desordenados

Um laser típico consiste em três elementos básicos: uma fonte de bomba, um meio de ganho que amplifica a radiação estimulada e uma estrutura de cavidade que gera uma ressonância óptica. Quando o tamanho da cavidade dolaserestá próximo do nível de Micron ou Submicron, tornou -se um dos pontos de pesquisa atuais na comunidade acadêmica: lasers de microcavidade, que podem alcançar uma interação significativa de luz e matéria em um pequeno volume. A combinação de microcavidades com sistemas complexos, como a introdução de limites irregulares ou desordenados da cavidade ou a introdução de meios de trabalho complexos ou desordenados em microcavidades, aumentará o grau de liberdade de produção a laser. As características físicas de não clonagem das cavidades desordenadas trazem métodos de controle multidimensional dos parâmetros do laser e podem expandir seu potencial de aplicação.

Diferentes sistemas de aleatórioLasers de microcavidade
Neste artigo, os lasers aleatórios de microcavidade são classificados a partir de diferentes dimensões da cavidade pela primeira vez. Essa distinção não apenas destaca as características de saída exclusivas do laser de microcavidade aleatória em diferentes dimensões, mas também esclarece as vantagens da diferença de tamanho da microcavidade aleatória em vários campos regulatórios e de aplicação. A microcavidade tridimensional de estado sólido geralmente tem um volume de modo menor, alcançando assim uma interação mais forte de luz e matéria. Devido à sua estrutura fechada tridimensional, o campo de luz pode ser altamente localizado em três dimensões, geralmente com um fator de alta qualidade (fator Q). Essas características o tornam adequado para detecção de alta precisão, armazenamento de fótons, processamento de informações quânticas e outros campos de tecnologia avançada. O sistema de filme fino bidimensional aberto é uma plataforma ideal para a construção de estruturas planas desordenadas. Como um plano dielétrico desordenado bidimensional com ganho e dispersão integrada, o sistema de filme fino pode participar ativamente da geração de laser aleatório. O efeito do guia de ondas planar facilita o acoplamento e a coleção a laser. Com a dimensão da cavidade reduzida ainda mais, a integração do feedback e o ganho de mídia no guia de ondas unidimensional pode suprimir a dispersão da luz radial enquanto aumenta a ressonância e o acoplamento axiais da luz. Essa abordagem de integração melhora a eficiência da geração e acoplamento a laser.

Características regulatórias de lasers aleatórios de microcavidade
Muitos indicadores de lasers tradicionais, como coerência, limiar, direção de saída e características de polarização, são os principais critérios para medir o desempenho da saída dos lasers. Comparado com lasers convencionais com cavidades simétricas fixas, o laser de microcavidade aleatório fornece mais flexibilidade na regulação de parâmetros, o que se reflete em múltiplas dimensões, incluindo domínio de tempo, domínio espectral e domínio espacial, destacando a controlabilidade multidimensional do laser de microcavidade aleatória.

Características de aplicação de lasers aleatórios de microcavidade
A baixa coerência espacial, a aleatoriedade do modo e a sensibilidade ao ambiente fornecem muitos fatores favoráveis ​​para a aplicação de lasers estocásticos de microcavidade. Com a solução de controle de modo e controle de direção do laser aleatório, essa fonte de luz única é cada vez mais usada em imagens, diagnóstico médico, detecção, comunicação da informação e outros campos.
Como um laser de microcavidade desordenado em escala de micro e nano, o laser de microcavidade aleatório é muito sensível às mudanças ambientais, e suas características paramétricas podem responder a vários indicadores sensíveis que monitoram o ambiente externo, como temperatura, umidade, ph, concentração de líquido, índice de refração, etc., criação de plataforma superior para perceber alto teor de tensões altas. No campo da imagem, o idealfonte de luzdeve ter alta densidade espectral, forte saída direcional e baixa coerência espacial para evitar efeitos de manchas de interferência. Os pesquisadores demonstraram as vantagens de lasers aleatórios para imagens sem manchas em perovskita, biofilme, dispersores de cristal líquido e portadores de tecido celular. No diagnóstico médico, o laser de microcavidade aleatória pode transportar informações dispersas do hospedeiro biológico e foi aplicado com sucesso para detectar vários tecidos biológicos, o que fornece conveniência para o diagnóstico médico não invasivo.

No futuro, a análise sistemática de estruturas de microcavidade desordenadas e mecanismos complexos de geração a laser se tornarão mais completos. Com o progresso contínuo da ciência dos materiais e da nanotecnologia, espera -se que as estruturas de microcavidade desordenadas mais finas e funcionais sejam fabricadas, o que tem um grande potencial na promoção de pesquisas básicas e aplicações práticas.