Lasers complexes de microcavité de l'ordre des États désordonnés

Lasers complexes de microcavité de l'ordre des États désordonnés

Un laser typique se compose de trois éléments de base: une source de pompe, un milieu de gain qui amplifie le rayonnement stimulé et une structure de cavité qui génère une résonance optique. Lorsque la taille de la cavité dulaserest proche du niveau micron ou submicronique, il est devenu l'un des points chauds de recherche actuels de la communauté académique: les lasers de microcavité, qui peuvent réaliser une interaction de lumière et de matière importante dans un petit volume. La combinaison de microcavités avec des systèmes complexes, tels que l'introduction de limites de cavité irrégulières ou désordonnées, ou l'introduction de milieux de travail complexes ou désordonnés dans les microcavités, augmentera le degré de liberté de production laser. Les caractéristiques physiques de non-clonage des cavités désordonnées apportent des méthodes de contrôle multidimensionnelles des paramètres laser et peuvent étendre son potentiel d'application.

Différents systèmes de hasardlasers de microcavité
Dans cet article, les lasers de microcavité aléatoires sont classés à partir de différentes dimensions de cavité pour la première fois. Cette distinction met non seulement les caractéristiques de sortie uniques du laser de microcavité aléatoire dans différentes dimensions, mais clarifie également les avantages de la différence de taille de la microcavité aléatoire dans divers champs de régulation et d'application. La microcavité à l'état solide tridimensionnel a généralement un volume de mode plus petit, réalisant ainsi une interaction de lumière et de matière plus forte. En raison de sa structure fermée tridimensionnelle, le champ lumineux peut être hautement localisé en trois dimensions, souvent avec un facteur de qualité élevée (facteur Q). Ces caractéristiques le rendent adapté à la détection de haute précision, au stockage de photons, au traitement de l'information quantique et à d'autres domaines de la technologie avancée. Le système de film mince bidimensionnel ouvert est une plate-forme idéale pour construire des structures planes désordonnées. En tant que plan diélectrique désordonné bidimensionnel avec un gain et une diffusion intégrés, le système cinématographique mince peut participer activement à la génération de laser aléatoire. L'effet de guide d'onde planaire facilite le couplage et la collection laser. Avec la dimension de la cavité réduite, l'intégration de la rétroaction et des milieux de gain dans le guide d'onde unidimensionnel peut supprimer la diffusion radiale de la lumière tout en améliorant la résonance et le couplage de la lumière axiale. Cette approche d'intégration améliore finalement l'efficacité de la génération et du couplage laser.

Caractéristiques réglementaires des lasers de microcavité aléatoire
De nombreux indicateurs de lasers traditionnels, tels que la cohérence, le seuil, la direction de sortie et les caractéristiques de polarisation, sont les critères clés pour mesurer les performances de sortie des lasers. Par rapport aux lasers conventionnels avec des cavités symétriques fixes, le laser de microcavité aléatoire offre plus de flexibilité dans la régulation des paramètres, qui se reflète dans plusieurs dimensions, notamment le domaine temporel, le domaine spectral et le domaine spatial, mettant en évidence la contrôlabilité multidimensionnelle du laser de microcavité aléatoire.

Caractéristiques d'application des lasers de microcavité aléatoire
La faible cohérence spatiale, le mode aléatoire et la sensibilité à l'environnement fournissent de nombreux facteurs favorables pour l'application de lasers de microcavité stochastique. Avec la solution du contrôle du mode et du contrôle de direction du laser aléatoire, cette source de lumière unique est de plus en plus utilisée dans l'imagerie, le diagnostic médical, la détection, la communication de l'information et d'autres champs.
En tant que laser de micro-cavité désordonné à l'échelle micro et nano, le laser de microcavité aléatoire est très sensible aux changements environnementaux, et ses caractéristiques paramétriques peuvent répondre à divers indicateurs sensibles surveillant l'environnement externe, tels que la température, l'humidité, le pH, la concentration de liquide, l'indice de réfraction, etc., créant une plate-forme supérieure pour réaliser des applications de détection de haute sensibilité réel. Dans le domaine de l'imagerie, l'idéalsource légèredevrait avoir une densité spectrale élevée, un fort débit directionnel et une faible cohérence spatiale pour prévenir les effets de taches d'interférence. Les chercheurs ont démontré les avantages des lasers aléatoires pour l'imagerie sans taches dans la pérovskite, le biofilm, les diffuseurs de cristal liquides et les porteurs de tissus cellulaires. Dans le diagnostic médical, le laser de microcavité aléatoire peut transporter des informations dispersées de l'hôte biologique et a été appliquée avec succès pour détecter divers tissus biologiques, ce qui offre une commodité pour un diagnostic médical non invasif.

À l'avenir, l'analyse systématique des structures de microcavité désordonnées et des mécanismes de génération de laser complexes deviendra plus complète. Avec les progrès continus de la science des matériaux et de la nanotechnologie, il est prévu que des structures de microcavité désordonnées plus fines et fonctionnelles soient fabriquées, ce qui a un grand potentiel dans la promotion de la recherche fondamentale et des applications pratiques.