Láseres complejos de microcavidades de estados ordenados a desordenados

Láseres complejos de microcavidades de estados ordenados a desordenados

Un láser típico consta de tres elementos básicos: una fuente de bombeo, un medio de ganancia que amplifica la radiación estimulada y una estructura de cavidad que genera una resonancia óptica. Cuando el tamaño de la cavidad delláserEstá cerca del nivel micrométrico o submicrónico, se ha convertido en uno de los puntos de investigación actuales en la comunidad académica: los láseres de microcavidades, que pueden lograr una interacción significativa de luz y materia en un volumen pequeño. La combinación de microcavidades con sistemas complejos, como la introducción de límites de cavidad irregulares o desordenados, o la introducción de medios de trabajo complejos o desordenados en las microcavidades, aumentará el grado de libertad de salida del láser. Las características físicas de no clonación de las cavidades desordenadas aportan métodos de control multidimensional de los parámetros del láser y pueden ampliar su potencial de aplicación.

Diferentes sistemas de azar.láseres de microcavidades
En este artículo, los láseres de microcavidades aleatorias se clasifican por primera vez a partir de diferentes dimensiones de cavidad. Esta distinción no solo resalta las características de salida únicas del láser de microcavidades aleatorias en diferentes dimensiones, sino que también aclara las ventajas de la diferencia de tamaño de la microcavidad aleatoria en diversos campos regulatorios y de aplicación. La microcavidad tridimensional de estado sólido suele tener un volumen de modo más pequeño, logrando así una interacción más fuerte entre la luz y la materia. Debido a su estructura tridimensional cerrada, el campo luminoso puede estar altamente localizado en tres dimensiones, a menudo con un alto factor de calidad (factor Q). Estas características lo hacen adecuado para detección de alta precisión, almacenamiento de fotones, procesamiento de información cuántica y otros campos de tecnología avanzada. El sistema abierto de película delgada bidimensional es una plataforma ideal para construir estructuras planas desordenadas. Como plano dieléctrico desordenado bidimensional con ganancia y dispersión integradas, el sistema de película delgada puede participar activamente en la generación de láser aleatorio. El efecto de guía de onda plana facilita el acoplamiento y la recolección del láser. Con la dimensión de la cavidad aún más reducida, la integración de medios de retroalimentación y ganancia en la guía de ondas unidimensional puede suprimir la dispersión de luz radial al tiempo que mejora la resonancia y el acoplamiento de la luz axial. Este enfoque de integración mejora en última instancia la eficiencia de la generación y el acoplamiento del láser.

Características regulatorias de los láseres de microcavidades aleatorias.
Muchos indicadores de los láseres tradicionales, como la coherencia, el umbral, la dirección de salida y las características de polarización, son criterios clave para medir el rendimiento de salida de los láseres. En comparación con los láseres convencionales con cavidades simétricas fijas, el láser de microcavidades aleatorias proporciona más flexibilidad en la regulación de parámetros, lo que se refleja en múltiples dimensiones, incluido el dominio temporal, el dominio espectral y el dominio espacial, destacando la controlabilidad multidimensional del láser de microcavidades aleatorias.

Características de aplicación de láseres de microcavidades aleatorias.
La baja coherencia espacial, la aleatoriedad del modo y la sensibilidad al medio ambiente proporcionan muchos factores favorables para la aplicación de láseres de microcavidades estocásticas. Con la solución de control de modo y control de dirección del láser aleatorio, esta fuente de luz única se utiliza cada vez más en imágenes, diagnóstico médico, detección, comunicación de información y otros campos.
Como láser de microcavidades desordenadas a escala micro y nano, el láser de microcavidades aleatorias es muy sensible a los cambios ambientales y sus características paramétricas pueden responder a varios indicadores sensibles que monitorean el ambiente externo, como temperatura, humedad, pH, concentración de líquido, índice de refracción, etc., creando una plataforma superior para realizar aplicaciones de detección de alta sensibilidad. En el campo de la imagen, lo idealfuente de luzdebe tener una alta densidad espectral, una fuerte salida direccional y una baja coherencia espacial para evitar efectos de interferencia moteada. Los investigadores demostraron las ventajas de los láseres aleatorios para obtener imágenes sin manchas en perovskita, biopelículas, dispersores de cristal líquido y portadores de tejido celular. En el diagnóstico médico, el láser de microcavidades aleatorias puede transportar información dispersa desde el huésped biológico y se ha aplicado con éxito para detectar diversos tejidos biológicos, lo que proporciona comodidad para el diagnóstico médico no invasivo.

En el futuro, el análisis sistemático de estructuras de microcavidades desordenadas y mecanismos complejos de generación de láser será más completo. Con el progreso continuo de la ciencia de los materiales y la nanotecnología, se espera que se fabriquen estructuras de microcavidades desordenadas más finas y funcionales, lo que tiene un gran potencial para promover la investigación básica y las aplicaciones prácticas.