Düzenli durumlardan düzensiz durumlara mikro boşluklu kompleks lazerler

Düzenli durumlardan düzensiz durumlara mikro boşluklu kompleks lazerler

Tipik bir lazer üç temel unsurdan oluşur: bir pompa kaynağı, uyarılan radyasyonu güçlendiren bir kazanç ortamı ve optik rezonans üreten bir boşluk yapısı. Boşluk boyutulazerMikron veya mikron altı seviyesine yakın olması nedeniyle, akademik camianın güncel araştırma merkezlerinden biri haline gelmiştir: küçük bir hacimde önemli ışık ve madde etkileşimi sağlayabilen mikro boşluk lazerleri. Mikro boşlukları, düzensiz veya düzensiz boşluk sınırları veya mikro boşluklara karmaşık veya düzensiz çalışma ortamları eklemek gibi karmaşık sistemlerle birleştirmek, lazer çıktısının serbestlik derecesini artıracaktır. Düzensiz boşlukların fiziksel klonlamama özellikleri, lazer parametrelerinin çok boyutlu kontrol yöntemlerini beraberinde getirir ve uygulama potansiyelini genişletebilir.

Farklı rastgele sistemlermikro boşluk lazerleri
Bu makalede, rastgele mikroboşluk lazerleri ilk kez farklı boşluk boyutlarından sınıflandırılmıştır. Bu ayrım, rastgele mikroboşluk lazerinin farklı boyutlardaki benzersiz çıkış özelliklerini vurgulamakla kalmayıp, aynı zamanda çeşitli düzenleyici ve uygulama alanlarında rastgele mikroboşluğun boyut farkının avantajlarını da açıklığa kavuşturmaktadır. Üç boyutlu katı hal mikroboşluğu genellikle daha küçük bir mod hacmine sahiptir ve böylece daha güçlü bir ışık ve madde etkileşimi elde edilir. Üç boyutlu kapalı yapısı sayesinde ışık alanı, genellikle yüksek bir kalite faktörü (Q faktörü) ile üç boyutta oldukça yerelleştirilebilir. Bu özellikler, onu yüksek hassasiyetli algılama, foton depolama, kuantum bilgi işleme ve diğer ileri teknoloji alanları için uygun hale getirir. Açık iki boyutlu ince film sistemi, düzensiz düzlemsel yapılar oluşturmak için ideal bir platformdur. Entegre kazanç ve saçılmaya sahip iki boyutlu düzensiz bir dielektrik düzlem olarak, ince film sistemi rastgele lazerin üretimine aktif olarak katılabilir. Düzlemsel dalga kılavuzu etkisi, lazer kuplajını ve toplanmasını kolaylaştırır. Kavite boyutu daha da küçültüldüğünde, geri bildirim ve kazanç ortamının tek boyutlu dalga kılavuzuna entegrasyonu, radyal ışık saçılımını bastırırken eksenel ışık rezonansını ve kuplajını artırabilir. Bu entegrasyon yaklaşımı, lazer üretimi ve kuplajının verimliliğini artırır.

Rastgele mikro boşluk lazerlerinin düzenleyici özellikleri
Geleneksel lazerlerin koherans, eşik, çıkış yönü ve polarizasyon özellikleri gibi birçok göstergesi, lazerlerin çıkış performansını ölçmek için temel kriterlerdir. Sabit simetrik boşluklara sahip geleneksel lazerlerle karşılaştırıldığında, rastgele mikro boşluk lazeri, zaman alanı, spektral alan ve uzaysal alan dahil olmak üzere birden fazla boyutta yansıtılan parametre düzenlemesinde daha fazla esneklik sağlayarak, rastgele mikro boşluk lazerinin çok boyutlu kontrol edilebilirliğini vurgular.

Rastgele mikro boşluk lazerlerinin uygulama özellikleri
Düşük mekansal tutarlılık, mod rastgeleliği ve çevreye duyarlılık, stokastik mikro boşluk lazerlerinin uygulanması için birçok olumlu faktör sağlar. Rastgele lazerin mod kontrolü ve yön kontrolünün çözümüyle, bu benzersiz ışık kaynağı görüntüleme, tıbbi teşhis, algılama, bilgi iletişimi ve diğer alanlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Mikro ve nano ölçekte düzensiz bir mikro boşluk lazeri olan rastgele mikro boşluk lazeri, çevresel değişikliklere karşı oldukça hassastır ve parametrik özellikleri, sıcaklık, nem, pH, sıvı konsantrasyonu, kırılma indisi vb. gibi dış ortamı izleyen çeşitli hassas göstergelere yanıt verebilir ve bu da yüksek hassasiyetli algılama uygulamalarının gerçekleştirilmesi için üstün bir platform oluşturur. Görüntüleme alanında, idealışık kaynağıGirişimsel benek etkilerini önlemek için yüksek spektral yoğunluğa, güçlü yönsel çıktıya ve düşük mekansal tutarlılığa sahip olmalıdır. Araştırmacılar, perovskit, biyofilm, sıvı kristal saçıcılar ve hücre doku taşıyıcılarında beneksiz görüntüleme için rastgele lazerlerin avantajlarını göstermiştir. Tıbbi teşhiste, rastgele mikro boşluk lazeri biyolojik konaktan dağınık bilgi taşıyabilir ve çeşitli biyolojik dokuları tespit etmek için başarıyla uygulanmıştır; bu da invaziv olmayan tıbbi teşhis için kolaylık sağlar.

Gelecekte, düzensiz mikro boşluk yapılarının ve karmaşık lazer üretim mekanizmalarının sistematik analizi daha kapsamlı hale gelecektir. Malzeme bilimi ve nanoteknolojinin sürekli ilerlemesiyle, temel araştırmaları ve pratik uygulamaları teşvik etmede büyük potansiyele sahip, daha ince ve işlevsel düzensiz mikro boşluk yapılarının üretilmesi beklenmektedir.