Mga laser ng microcavity complex mula sa maayos hanggang sa hindi maayos na estado

Mga laser ng microcavity complex mula sa maayos hanggang sa hindi maayos na estado

Ang isang tipikal na laser ay binubuo ng tatlong pangunahing elemento: isang pinagmumulan ng bomba, isang gain medium na nagpapalakas ng stimulated radiation, at isang istruktura ng cavity na bumubuo ng optical resonance. Kapag ang laki ng cavity nglaserMalapit sa antas ng micron o submicron, ito ay naging isa sa mga kasalukuyang sentro ng pananaliksik sa akademikong komunidad: ang mga microcavity laser, na maaaring makamit ang makabuluhang interaksyon ng liwanag at materya sa isang maliit na volume. Ang pagsasama-sama ng mga microcavity na may mga kumplikadong sistema, tulad ng pagpapakilala ng mga iregular o disordered na hangganan ng cavity, o pagpapakilala ng mga kumplikado o disordered na working media sa mga microcavity, ay magpapataas sa antas ng kalayaan ng laser output. Ang mga pisikal na katangian na hindi pang-cloning ng mga disordered cavity ay nagdudulot ng mga multidimensional na pamamaraan ng pagkontrol ng mga parameter ng laser, at maaaring mapalawak ang potensyal ng aplikasyon nito.

Iba't ibang sistema ng randommga laser ng microcavity
Sa papel na ito, ang mga random microcavity laser ay inuri mula sa iba't ibang dimensyon ng cavity sa unang pagkakataon. Ang pagkakaibang ito ay hindi lamang nagbibigay-diin sa mga natatanging katangian ng output ng random microcavity laser sa iba't ibang dimensyon, kundi nililinaw din ang mga bentahe ng pagkakaiba sa laki ng random microcavity sa iba't ibang larangan ng regulasyon at aplikasyon. Ang three-dimensional solid-state microcavity ay karaniwang may mas maliit na mode volume, kaya nakakamit ang mas malakas na interaksyon ng liwanag at materya. Dahil sa three-dimensional closed structure nito, ang light field ay maaaring lubos na mai-localize sa tatlong dimensyon, kadalasan ay may mataas na quality factor (Q-factor). Ang mga katangiang ito ay ginagawa itong angkop para sa high-precision sensing, photon storage, quantum information processing at iba pang advanced na larangan ng teknolohiya. Ang open two-dimensional thin film system ay isang mainam na plataporma para sa pagbuo ng disordered planar structures. Bilang isang two-dimensional disordered dielectric plane na may integrated gain at scattering, ang thin film system ay maaaring aktibong lumahok sa pagbuo ng random laser. Ginagawang mas madali ng planar waveguide effect ang laser coupling at collection. Dahil sa mas nabawasang sukat ng cavity, ang integrasyon ng feedback at gain media sa one-dimensional waveguide ay maaaring pumigil sa radial light scattering habang pinapahusay ang axial light resonance at coupling. Ang integrasyong ito ay sa huli ay nagpapabuti sa kahusayan ng laser generation at coupling.

Mga katangiang pangregulasyon ng mga random na microcavity laser
Maraming tagapagpahiwatig ng mga tradisyonal na laser, tulad ng coherence, threshold, direksyon ng output at mga katangian ng polarization, ang mga pangunahing pamantayan upang masukat ang output performance ng mga laser. Kung ikukumpara sa mga kumbensyonal na laser na may mga nakapirming simetrikong cavity, ang random microcavity laser ay nagbibigay ng higit na kakayahang umangkop sa regulasyon ng parameter, na makikita sa maraming dimensyon kabilang ang time domain, spectral domain at spatial domain, na nagpapakita ng multi-dimensional controllability ng random microcavity laser.

Mga katangian ng aplikasyon ng mga random microcavity laser
Ang mababang spatial coherence, mode randomness, at sensitivity sa kapaligiran ay nagbibigay ng maraming kanais-nais na salik para sa aplikasyon ng stochastic microcavity lasers. Gamit ang solusyon ng mode control at direction control ng random laser, ang natatanging pinagmumulan ng liwanag na ito ay lalong ginagamit sa imaging, medical diagnosis, sensing, information communication, at iba pang larangan.
Bilang isang disordered micro-cavity laser sa micro at nano scale, ang random microcavity laser ay napakasensitibo sa mga pagbabago sa kapaligiran, at ang mga parametric characteristic nito ay maaaring tumugon sa iba't ibang sensitibong indicator na sumusubaybay sa panlabas na kapaligiran, tulad ng temperatura, humidity, pH, konsentrasyon ng likido, refractive index, atbp., na lumilikha ng isang superior na plataporma para sa pagsasakatuparan ng mga high-sensitivity sensing application. Sa larangan ng imaging, ang ideal na...pinagmumulan ng liwanagdapat magkaroon ng mataas na spectral density, malakas na directional output at mababang spatial coherence upang maiwasan ang mga epekto ng speckle sa interference. Ipinakita ng mga mananaliksik ang mga bentahe ng random lasers para sa speckle-free imaging sa perovskite, biofilm, liquid crystal scatterers at cell tissue carriers. Sa medical diagnosis, ang random microcavity laser ay maaaring magdala ng kalat-kalat na impormasyon mula sa biological host, at matagumpay na nailapat upang matukoy ang iba't ibang biological tissues, na nagbibigay ng kaginhawahan para sa non-invasive medical diagnosis.

Sa hinaharap, ang sistematikong pagsusuri ng mga istrukturang may gulu-gulong microcavity at mga kumplikadong mekanismo ng pagbuo ng laser ay magiging mas kumpleto. Sa patuloy na pag-unlad ng agham ng mga materyales at nanoteknolohiya, inaasahang mas pino at gumaganang istrukturang may gulu-gulong microcavity ang malilikha, na may malaking potensyal sa pagtataguyod ng pangunahing pananaliksik at mga praktikal na aplikasyon.