Laser cumplessi di microcavità da stati ordinati à stati disordinati

Laser cumplessi di microcavità da stati ordinati à stati disordinati

Un laser tipicu hè custituitu da trè elementi basi: una fonte di pompa, un mediu di guadagnu chì amplifica a radiazione stimulata è una struttura di cavità chì genera una risonanza ottica. Quandu a dimensione di a cavità di ulaserhè vicinu à u livellu micron o submicron, hè diventatu unu di i punti caldi di ricerca attuali in a cumunità accademica: i laser à microcavità, chì ponu ottene una interazione significativa trà luce è materia in un picculu vulume. A cumbinazione di microcavità cù sistemi cumplessi, cum'è l'introduzione di cunfini di cavità irregulari o disordinati, o l'introduzione di mezi di travagliu cumplessi o disordinati in microcavità, aumenterà u gradu di libertà di a pruduzzione laser. E caratteristiche fisiche di non clonazione di e cavità disordinate portanu metudi di cuntrollu multidimensionali di i parametri laser, è ponu allargà u so putenziale d'applicazione.

Diversi sistemi aleatoriilaser à microcavità
In questu articulu, i laser à microcavità aleatorie sò classificati per a prima volta secondu diverse dimensioni di cavità. Questa distinzione ùn solu mette in risaltu e caratteristiche uniche di output di u laser à microcavità aleatorie in diverse dimensioni, ma chiarisce ancu i vantaghji di a differenza di dimensione di a microcavità aleatoria in diversi campi regulatori è applicativi. A microcavità tridimensionale à statu solidu hà di solitu un vulume di modu più chjucu, ottenendu cusì una interazione più forte trà luce è materia. Grazie à a so struttura chjusa tridimensionale, u campu luminosu pò esse altamente lucalizatu in trè dimensioni, spessu cù un fattore di qualità elevata (fattore Q). Queste caratteristiche u rendenu adattatu per u rilevamentu di alta precisione, l'archiviazione di fotoni, l'elaborazione di l'infurmazioni quantiche è altri campi tecnologichi avanzati. U sistema di film sottile bidimensionale apertu hè una piattaforma ideale per custruisce strutture planari disordinate. Cum'è un pianu dielettricu disordinatu bidimensionale cù guadagnu è scattering integrati, u sistema di film sottile pò participà attivamente à a generazione di laser aleatoriu. L'effettu di guida d'onda planare facilita l'accoppiamentu è a raccolta di u laser. Cù a dimensione di a cavità ulteriormente ridutta, l'integrazione di i mezi di feedback è di guadagnu in a guida d'onda unidimensionale pò supprime a diffusione radiale di a luce mentre migliora a risonanza è l'accoppiamentu di a luce assiale. Questu approcciu d'integrazione migliora in definitiva l'efficienza di a generazione è di l'accoppiamentu laser.

Caratteristiche regulatorie di i laser à microcavità aleatorie
Parechji indicatori di laser tradiziunali, cum'è a cuerenza, a soglia, a direzzione di uscita è e caratteristiche di polarizazione, sò i criteri chjave per misurà e prestazioni di uscita di i laser. In paragone cù i laser cunvinziunali cù cavità simmetriche fisse, u laser à microcavità aleatoria offre più flessibilità in a regulazione di i parametri, chì si riflette in parechje dimensioni, cumprese u duminiu di u tempu, u duminiu spettrale è u duminiu spaziale, mettendu in risaltu a cuntrollabilità multidimensionale di u laser à microcavità aleatoria.

Caratteristiche d'applicazione di laser à microcavità aleatorie
A bassa cuerenza spaziale, l'aleatorietà di u modu è a sensibilità à l'ambiente furniscenu parechji fattori favurevuli per l'applicazione di laser à microcavità stocastiche. Cù a suluzione di cuntrollu di u modu è di cuntrollu di a direzzione di u laser aleatoriu, sta fonte di luce unica hè sempre più aduprata in l'imaghjini, a diagnosi medica, u rilevamentu, a cumunicazione di l'infurmazioni è altri campi.
Cum'è un laser à microcavità disordinata à micro è nano scala, u laser à microcavità aleatoria hè assai sensibile à i cambiamenti ambientali, è e so caratteristiche parametriche ponu risponde à diversi indicatori sensibili chì monitoranu l'ambiente esternu, cum'è a temperatura, l'umidità, u pH, a cuncentrazione di liquidu, l'indice di rifrazione, ecc., creendu una piattaforma superiore per a realizazione di applicazioni di rilevamentu di alta sensibilità. In u campu di l'imaghjini, l'idealefonte di luceDuverebbe avè una alta densità spettrale, una forte pruduzzione direzionale è una bassa cuerenza spaziale per impedisce l'effetti di speckle d'interferenza. I circadori anu dimustratu i vantaghji di i laser aleatorii per l'imaghjini senza speckle in perovskite, biofilm, scatterer di cristalli liquidi è purtatori di tessuti cellulari. In a diagnosi medica, u laser à microcavità aleatoria pò purtà informazioni sparse da l'ospite biologicu, è hè statu applicatu cù successu per rilevà diversi tessuti biologichi, ciò chì furnisce cunvenienza per una diagnosi medica non invasiva.

In u futuru, l'analisi sistematica di e strutture di microcavità disordinate è di i meccanismi cumplessi di generazione laser diventeranu più cumpleti. Cù u prugressu cuntinuu di a scienza di i materiali è di a nanotecnologia, si prevede chì saranu fabbricate strutture di microcavità disordinate più fini è funziunali, ciò chì hà un grande putenziale per prumove a ricerca fundamentale è l'applicazioni pratiche.