Lazerët kompleksë të mikrokaviteteve nga gjendjet e rregulluara në ato të çrregullta

Lazerët kompleksë të mikrokaviteteve nga gjendjet e rregulluara në ato të çrregullta

Një lazer tipik përbëhet nga tre elementë bazë: një burim pompe, një medium përforcues që amplifikon rrezatimin e stimuluar dhe një strukturë zgavre që gjeneron një rezonancë optike. Kur madhësia e zgavrës sëlazerështë afër nivelit të mikronit ose nënmikronit, është bërë një nga pikat e nxehta të kërkimit aktual në komunitetin akademik: lazerët e mikrokaviteteve, të cilët mund të arrijnë bashkëveprim 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 çrregullt të kaviteteve, ose futja e mediave të punës komplekse ose të çrregullta në mikrokavitete, do të rrisë shkallën e lirisë së daljes së lazerit. Karakteristikat fizike jo-klonuese të kaviteteve të çrregullta sjellin metoda kontrolli shumëdimensionale të parametrave të lazerit dhe mund të zgjerojnë potencialin e tij të aplikimit.

Sisteme të ndryshme të rastësisëlazerë mikrokavitetesh
Në këtë punim, lazerët me mikrokavitete të rastësishme klasifikohen për herë të parë nga dimensione të ndryshme të kaviteteve. Ky dallim jo vetëm që nxjerr në pah karakteristikat unike të daljes së lazerit me mikrokavitete të rastësishme në dimensione të ndryshme, por gjithashtu sqaron avantazhet e ndryshimit të madhësisë së mikrokaviteteve të rastësishme në fusha të ndryshme rregullatore dhe aplikimi. Mikrokavitetet tre-dimensionale në gjendje të ngurtë zakonisht kanë një vëllim më të vogël të modës, duke arritur kështu një bashkëveprim më të fortë të dritës dhe materies. Për shkak të strukturës së saj të mbyllur tre-dimensionale, fusha e dritës mund të lokalizohet shumë në tre dimensione, shpesh me një faktor të lartë cilësie (faktori Q). Këto karakteristika e bëjnë atë të përshtatshëm për ndjeshmëri me precizion të lartë, ruajtjen e fotoneve, përpunimin e informacionit kuantik dhe fusha të tjera të teknologjisë së përparuar. Sistemi i hapur dy-dimensional i filmit të hollë është një platformë ideale për ndërtimin e strukturave planare të çrregullta. Si një plan dielektrik dy-dimensional i çrregullt me ​​fitim dhe shpërndarje të integruar, sistemi i filmit të hollë mund të marrë pjesë aktive në gjenerimin e lazerit të rastësishëm. Efekti i valëpërçuesit planar e bën më të lehtë çiftëzimin dhe mbledhjen e lazerit. Me zvogëlimin e mëtejshëm të dimensionit të zgavrës, integrimi i mediave të reagimit dhe fitimit në valëpërçuesin njëdimensional mund të shtypë shpërndarjen radiale të dritës, duke rritur njëkohësisht rezonancën dhe çiftëzimin aksial të dritës. Kjo qasje integrimi në fund të fundit përmirëson efikasitetin e gjenerimit dhe çiftëzimit të lazerit.

Karakteristikat rregullatore të lazerëve të mikrokaviteteve të rastësishme
Shumë tregues të lazerëve tradicionalë, siç janë koherenca, pragu, drejtimi i daljes dhe karakteristikat e polarizimit, janë kriteret kryesore për të matur performancën e daljes së lazerëve. Krahasuar me lazerët konvencionalë me zgavra simetrike të fiksuara, lazeri i mikrozgavrave të rastësishme ofron më shumë fleksibilitet në rregullimin e parametrave, i cili reflektohet në dimensione të shumëfishta duke përfshirë domenin kohor, domenin spektral dhe domenin hapësinor, duke theksuar kontrollueshmërinë shumëdimensionale të lazerit të mikrozgavrave të rastësishme.

Karakteristikat e aplikimit të lazerëve me mikrokavitet të rastësishëm
Koherenca e ulët hapësinore, rastësia e modës dhe ndjeshmëria ndaj mjedisit ofrojnë shumë faktorë të favorshëm për aplikimin e lazerëve stokastikë të mikrokaviteteve. Me zgjidhjen e kontrollit të modës dhe kontrollit të drejtimit të lazerit të rastësishëm, ky burim unik drite përdoret gjithnjë e më shumë në imazheri, diagnozë mjekësore, sensorë, komunikim informacioni dhe fusha të tjera.
Si një lazer me mikro-zgavër të çrregullt në shkallë mikro dhe nano, lazeri me mikro-zgavër të rastësishme 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 lëngjeve, indeksi i thyerjes, etj., duke krijuar një platformë superiore për realizimin e aplikacioneve të ndjeshmërisë së lartë. Në fushën e imazherisë, ideali...burim driteduhet të ketë dendësi të lartë spektrale, dalje të fortë drejtuese dhe koherencë të ulët hapësinore për të parandaluar efektet e njollave të ndërhyrjes. Studiuesit demonstruan avantazhet e lazerëve të rastësishëm për imazhe pa njolla në perovskit, biofilm, shpërndarës kristalesh të lëngshëm dhe bartës të indeve qelizore. Në diagnozën mjekësore, lazeri i mikrokaviteteve të rastësishme mund të mbajë informacion të shpërndarë nga strehuesi biologjik dhe është aplikuar me sukses për të zbuluar inde të ndryshme biologjike, gjë që ofron komoditet për diagnozën mjekësore jo-invazive.

Në të ardhmen, analiza sistematike e strukturave të mikrokaviteteve të çrregullta dhe mekanizmave kompleksë të gjenerimit me lazer do të bëhet më e plotë. Me përparimin e vazhdueshëm të shkencës së materialeve dhe nanoteknologjisë, pritet që të prodhohen struktura më të imëta dhe funksionale të mikrokaviteteve të çrregullta, të cilat kanë potencial të madh në promovimin e kërkimit bazë dhe zbatimeve praktike.