Láseres de complejo de microcavidad desde los estados ordenados a desordenados

Láseres de complejo de microcavidad desde los estados ordenados a desordenados

Un láser típico consta de tres elementos básicos: una fuente de bomba, 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 de micras o submicrones, se ha convertido en uno de los puntos críticos de investigación actuales en la comunidad académica: láseres de microcavidad, que pueden lograr una interacción significativa de la luz y la materia en un pequeño volumen. 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 microcavidades, aumentará el grado de libertad de producción láser. Las características físicas no llamativas de las cavidades desordenadas traen métodos de control multidimensionales de los parámetros láser, y pueden expandir su potencial de aplicación.

Diferentes sistemas de azarláser de microcavidad
En este artículo, los láseres de microcavidad aleatorios se clasifican a partir de diferentes dimensiones de cavidad por primera vez. Esta distinción no solo destaca las características únicas de salida del láser de microcavidad aleatoria 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 generalmente tiene un volumen de modo más pequeño, lo que logran una interacción más fuerte de luz y materia. Debido a su estructura cerrada tridimensional, el campo de la luz puede estar altamente localizado en tres dimensiones, a menudo con un factor de alta calidad (factor Q). Estas características lo hacen adecuado para la detección de alta precisión, el almacenamiento de fotones, el procesamiento de información cuántica y otros campos de tecnología avanzada. El sistema de película delgada bidimensional abierta es una plataforma ideal para construir estructuras planas desordenadas. Como un plano dieléctrico desordenado bidimensional con ganancia integrada y dispersión, el sistema de película delgada puede participar activamente en la generación de láser aleatorio. El efecto de guía de onda planar facilita el acoplamiento y la recolección del láser. Con la dimensión de la cavidad reducida aún más, la integración de la retroalimentación y la obtención de medios en la guía de onda unidimensional puede suprimir la dispersión de la luz radial mientras mejora la resonancia y el acoplamiento de la luz axial. Este enfoque de integración finalmente mejora la eficiencia de la generación y el acoplamiento láser.

Características regulatorias de láseres de microcavidad aleatorios
Muchos indicadores de láseres tradicionales, como coherencia, umbral, dirección de salida y características de polarización, son los criterios clave para medir el rendimiento de salida de los láseres. En comparación con los láseres convencionales con cavidades simétricas fijas, el láser de microcavidad aleatoria proporciona más flexibilidad en la regulación de los parámetros, que se refleja en múltiples dimensiones, incluyendo dominio de tiempo, dominio espectral y dominio espacial, resaltando la controlabilidad multidimensional del láser de microcavidad aleatoria.

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

En el futuro, el análisis sistemático de las estructuras de microcavidad desordenadas y los mecanismos de generación láser complejos se volverán más completos. Con el progreso continuo de la ciencia y la nanotecnología de los materiales, se espera que se fabricarán estructuras de microcavidad desordenadas más finas y funcionales, lo que tiene un gran potencial para promover investigaciones básicas y aplicaciones prácticas.