Lasers komplekse të mikrokavitetit nga porositë në gjendje të çrregulluara

Lasers komplekse të mikrokavitetit nga porositë në gjendje të çrregulluara

Një lazer tipik përbëhet nga tre elementë themelorë: një burim pompë, një medium fitimi që amplifikon rrezatimin e stimuluar dhe një strukturë të zgavrës që gjeneron një rezonancë optike. Kur madhësia e zgavrës sëlazerështë afër nivelit të mikron ose nënmikron, ai është bërë një nga pikat e tanishme të hulumtimeve në komunitetin akademik: lazer mikrokaviteti, të cilat mund të arrijnë ndërveprim të konsiderueshëm të dritës dhe materies në një vëllim të vogël. Kombinimi i mikrokaviteteve me sisteme komplekse, të tilla si futja e kufijve të parregullt ose të çrregulluar të zgavrës, ose futja e mediave punëtore komplekse ose të çrregulluara në mikrokavitete, do të rrisë shkallën e lirisë së prodhimit të lazerit. Karakteristikat fizike jo-klonuese të zgavrave të çrregulluara sjellin metoda shumëdimensionale të kontrollit të parametrave lazer, dhe mund të zgjerojnë potencialin e tij të aplikimit.

Sisteme të ndryshme të rastitlazer mikrokaviteti
Në këtë punim, lazerët e rastësishëm të mikrokavitetit klasifikohen nga dimensionet e ndryshme të zgavrës për herë të parë. Ky dallim jo vetëm që nënvizon karakteristikat unike të daljes së lazerit të rastësishëm të mikrokavitetit në dimensione të ndryshme, por gjithashtu sqaron avantazhet e diferencës së madhësisë së mikrokavitetit të rastit në fusha të ndryshme rregullatore dhe aplikimi. Mikrokaviteti tre-dimensional i gjendjes së ngurtë zakonisht ka një vëllim më të vogël të mënyrës, duke arritur kështu një ndërveprim më të fortë të dritës dhe lëndës. Për shkak të strukturës së saj të mbyllur tre-dimensionale, fusha e dritës mund të lokalizohet shumë në tre dimensione, shpesh me një faktor me cilësi të lartë (Q-Factor). Këto karakteristika e bëjnë atë të përshtatshme për sensibilizimin me precizion të lartë, ruajtjen e fotoneve, përpunimin e informacionit kuantik dhe fushat e tjera të përparuara të teknologjisë. Sistemi i hapur i filmit të hollë dy-dimensionale është një platformë ideale për ndërtimin e strukturave planare të çrregulluara. Si një aeroplan dielektrik i çrregulluar dy-dimensionale me përfitime dhe shpërndarje të integruar, sistemi i hollë i filmit mund të marrë pjesë në mënyrë aktive në gjenerimin e lazerit të rastit. Efekti i valës planare e bën më të lehtë bashkimin dhe mbledhjen e lazerit. Me dimensionin e zgavrës të zvogëluar më tej, integrimi i feedback-ut dhe fitimi i mediave në shiritin e valës një-dimensionale mund të shtypë shpërndarjen e dritës radiale ndërsa përmirëson rezonancën dhe bashkimin e dritës boshtore. Kjo qasje integrimi në fund të fundit përmirëson efikasitetin e gjenerimit të lazerit dhe bashkimit.

Karakteristikat rregullatore të lazerëve të rastësishëm të mikrokavitetit
Shumë tregues të lazerëve tradicionalë, të tilla si koherenca, pragu, drejtimi i daljes dhe karakteristikat e polarizimit, janë kriteret kryesore për të matur performancën e daljes së lazerëve. Krahasuar me lazerët konvencionale me zgavra simetrike fikse, lazeri i rastësishëm i mikrokavitetit siguron më shumë fleksibilitet në rregullimin e parametrave, i cili reflektohet në dimensione të shumta, duke përfshirë domenin kohor, domenin spektral dhe domenin hapësinor, duke theksuar kontrollueshmërinë shumë-dimensionale të lazerit të rastësishëm të mikrokavitetit.

Karakteristikat e aplikimit të lazerëve të rastësishëm të mikrokavitetit
Koherenca e ulët hapësinore, rastësia dhe ndjeshmëria ndaj mjedisit ofrojnë shumë faktorë të favorshëm për aplikimin e lazerëve stokastikë të mikrokavitetit. Me zgjidhjen e kontrollit të modalitetit dhe kontrollin e drejtimit të lazerit të rastit, ky burim unik i dritës përdoret gjithnjë e më shumë në imazhin, diagnozën mjekësore, ndjerë, komunikimin e informacionit dhe fushat e tjera.
Si një lazer i çrregulluar mikro-kavitet në shkallë mikro dhe nano, lazeri i rastësishëm i mikrokavitetit është shumë i ndjeshëm ndaj ndryshimeve mjedisore, dhe karakteristikat e tij parametrike mund t'i përgjigjen treguesve të ndryshëm të ndjeshëm që monitorojnë mjedisin e jashtëm, siç janë temperatura, lagështia, pH, përqendrimi i lëngshëm, indeksi refraktiv, etj, duke krijuar një platformë superiore për realizimin e aplikacioneve të ndjeshmërisë së lartë. Në fushën e imazhit, idealiburim i dritësDuhet të ketë densitet të lartë spektral, dalje të fortë të drejtimit dhe koherencë të ulët hapësinore për të parandaluar efektet e ndërhyrjes. Studiuesit demonstruan avantazhet e lazerëve të rastit për imazhe pa speckle në perovskite, biofilm, shpërndarës kristalesh të lëngshme dhe transportues të indeve qelizore. Në diagnostikimin mjekësor, lazeri i rastësishëm i mikrokavitetit mund të ketë informacion të shpërndarë nga hosti biologjik, dhe është aplikuar me sukses për të zbuluar inde të ndryshme biologjike, të cilat sigurojnë komoditet për diagnozën mjekësore jo-invazive.

Në të ardhmen, analiza sistematike e strukturave të çrregulluara të mikrokavitetit dhe mekanizmave komplekse të gjenerimit të lazerit do të bëhet më i plotë. Me përparimin e vazhdueshëm të shkencës dhe nanoteknologjisë së materialeve, pritet që të prodhohen struktura më të imëta dhe funksionale të çrregulluara të mikrokavitetit, të cilat kanë potencial të madh në promovimin e kërkimit themelor dhe aplikimeve praktike.