Микрорезонаторные сложные лазеры из упорядоченных в неупорядоченные состояния

Микрорезонаторные сложные лазеры из упорядоченных в неупорядоченные состояния

Типичный лазер состоит из трех основных элементов: источника накачки, усиливающей среды, которая усиливает стимулированное излучение, и структуры полости, которая генерирует оптический резонанс. Когда размер полостилазерблизок к микронному или субмикронному уровню, он стал одной из горячих точек современных исследований в академическом сообществе: лазеры с микрорезонаторами, которые могут достигать значительного взаимодействия света и вещества в малом объеме. Объединение микрорезонаторов со сложными системами, такими как введение нерегулярных или неупорядоченных границ резонаторов или введение сложных или неупорядоченных рабочих сред в микрорезонаторы, увеличит степень свободы лазерного выхода. Физические характеристики неклонирования неупорядоченных резонаторов привносят многомерные методы управления параметрами лазера и могут расширить его прикладной потенциал.

Различные системы случайныхмикрорезонаторные лазеры
В этой статье впервые классифицируются случайные микрорезонаторные лазеры по разным размерам резонатора. Это различие не только подчеркивает уникальные выходные характеристики случайного микрорезонаторного лазера в разных измерениях, но и проясняет преимущества разницы в размерах случайного микрорезонатора в различных областях регулирования и применения. Трехмерный твердотельный микрорезонатор обычно имеет меньший объем моды, что обеспечивает более сильное взаимодействие света и вещества. Благодаря своей трехмерной замкнутой структуре световое поле может быть высоко локализовано в трех измерениях, часто с высоким коэффициентом качества (Q-фактором). Эти характеристики делают его пригодным для высокоточного зондирования, хранения фотонов, обработки квантовой информации и других областей передовых технологий. Открытая двумерная тонкопленочная система является идеальной платформой для построения неупорядоченных планарных структур. Как двумерная неупорядоченная диэлектрическая плоскость с интегрированным усилением и рассеянием, тонкопленочная система может активно участвовать в генерации случайного лазера. Эффект планарного волновода облегчает соединение и сбор лазера. При дальнейшем уменьшении размера полости интеграция обратной связи и усиливающей среды в одномерный волновод может подавить радиальное рассеяние света, одновременно усиливая осевой световой резонанс и связь. Такой подход к интеграции в конечном итоге повышает эффективность генерации и связи лазера.

Регуляторные характеристики случайных микрорезонаторных лазеров
Многие показатели традиционных лазеров, такие как когерентность, порог, выходное направление и поляризационные характеристики, являются ключевыми критериями для измерения выходных характеристик лазеров. По сравнению с обычными лазерами с фиксированными симметричными полостями, случайный микрорезонаторный лазер обеспечивает большую гибкость в регулировании параметров, что отражается в нескольких измерениях, включая временную область, спектральную область и пространственную область, подчеркивая многомерную управляемость случайного микрорезонаторного лазера.

Характеристики применения случайных микрорезонаторных лазеров
Низкая пространственная когерентность, случайность мод и чувствительность к окружающей среде обеспечивают множество благоприятных факторов для применения стохастических микрорезонаторных лазеров. Благодаря решению управления модой и направлением случайного лазера этот уникальный источник света все чаще используется в визуализации, медицинской диагностике, зондировании, информационной связи и других областях.
Как неупорядоченный микрорезонаторный лазер в микро- и наномасштабах, случайный микрорезонаторный лазер очень чувствителен к изменениям окружающей среды, и его параметрические характеристики могут реагировать на различные чувствительные индикаторы, контролирующие внешнюю среду, такие как температура, влажность, pH, концентрация жидкости, показатель преломления и т. д., создавая превосходную платформу для реализации высокочувствительных приложений для измерения. В области визуализации идеальныйисточник светадолжны иметь высокую спектральную плотность, сильный направленный выход и низкую пространственную когерентность для предотвращения интерференционных спекл-эффектов. Исследователи продемонстрировали преимущества случайных лазеров для получения изображений без спеклов в перовските, биопленке, жидкокристаллических рассеивателях и носителях клеточной ткани. В медицинской диагностике случайный микрорезонаторный лазер может переносить рассеянную информацию от биологического хозяина и успешно применяется для обнаружения различных биологических тканей, что обеспечивает удобство для неинвазивной медицинской диагностики.

В будущем систематический анализ неупорядоченных микрополостных структур и сложных механизмов генерации лазеров станет более полным. С непрерывным прогрессом материаловедения и нанотехнологий ожидается, что будут изготовлены более тонкие и функциональные неупорядоченные микрополостные структуры, что имеет большой потенциал в содействии фундаментальным исследованиям и практическим приложениям.