Laser cumplessi di microcavità da stati urdinati à stati disordinati

Laser cumplessi di microcavità da stati urdinati à stati disordinati

Un laser tipicu hè custituitu di 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 nivellu di micron o submicron, hè diventatu unu di i punti di ricerca attuale in a cumunità accademica: laser microcavity, chì ponu ottene una interazzione di luce è materia significativa in un picculu voluminu. A combinazione di microcavità cù sistemi cumplessi, cum'è l'introduzione di cunfini di cavità irregulari o disordinati, o l'introduzione di media di travagliu cumplessi o disordinati in microcavità, aumenterà u gradu di libertà di u laser output. E caratteristiche fisiche non-cloning di cavità disordine portanu metudi di cuntrollu multidimensionale di paràmetri laser, è ponu espansione u so potenziale di applicazione.

Diversi sistemi di randomlaser à microcavità
In questu documentu, i laser di microcavità aleatorii sò classificati da diverse dimensioni di cavità per a prima volta. Sta distinzione ùn solu mette in risaltu e caratteristiche uniche di output di u laser di microcavità aleatoriu in diverse dimensioni, ma ancu clarifica i vantaghji di a differenza di dimensione di a microcavità aleatoria in diversi campi regulatori è applicativi. A microcavità tridimensionale di u statu solidu di solitu hà un voluminu di modu più chjucu, ottenendu cusì una interazzione di luce è materia più forte. A causa di a so struttura chjusa tridimensionale, u campu di luce pò esse assai localizatu in trè dimensioni, spessu cù un fattore d'alta qualità (fattore Q). Queste caratteristiche facenu adattatu per a rilevazione d'alta precisione, l'almacenamiento di fotoni, u trasfurmazioni di l'infurmazioni quantum è altri campi di tecnulugia avanzata. U sistema di film sottile bidimensionale apertu hè una piattaforma ideale per a custruzzione di strutture planari disordinate. Cum'è un pianu dielettricu disordinatu bidimensionale cù guadagnu integratu è scattering, u sistema di film sottile pò participà attivamente à a generazione di laser aleatoriu. L'effettu di guida d'onda planare facilita l'accoppiamentu laser è a raccolta. Cù a dimensione di a cavità più ridutta, l'integrazione di i feedback è di guadagnà media in a guida d'onda unidimensionale pò supprime a dispersione di a luce radiale mentre aumentà a risonanza di a luce assiale è l'accoppiamentu. Stu approcciu d'integrazione infine migliurà l'efficienza di a generazione di laser è l'accoppiamentu.

Caratteristiche regulatori di i laser di microcavità aleatorii
Parechji indicatori di i laser tradiziunali, cum'è a coerenza, u sogliu, a direzzione di output è e caratteristiche di polarizazione, sò i criterii chjave per misurà u rendiment di u laser. In cunfrontu cù i laser convenzionali cù cavità simmetriche fissi, u laser di microcavità aleatoriu furnisce più flessibilità in a regulazione di i paràmetri, chì si riflette in parechje dimensioni cumpresi u duminiu di u tempu, u duminiu spettrale è u duminiu spaziale, mettendu in risaltu a controllabilità multidimensionale di u laser di microcavità aleatoriu.

Caratteristiche di l'applicazione di laser microcavità casuale
A bassa coerenza spaziale, l'aleatoriu di u modu è a sensibilità à l'ambiente furnisce assai fatturi favurevuli per l'applicazione di laser di microcavità stocastiche. Cù a suluzione di cuntrollu di modu è cuntrollu di direzzione di laser aleatoriu, sta fonte di luce unica hè sempre più usata in l'imaghjini, u diagnosticu medico, a sensazione, a cumunicazione di l'infurmazioni è altri campi.
Cum'è un laser micro-cavità disordinatu à scala micro è nano, u laser di microcavità aleatoriu 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 temperatura, umidità, pH, concentrazione di liquidu, indice di rifrazione, etc., creendu una piattaforma superiore per a realizazione di l'applicazioni di sensazione di alta sensibilità. In u campu di l'imaghjini, l'idealefonte di luceduverebbe avè una alta densità spettrali, una forte uscita direzionale è una bassa coerenza spaziale per prevene l'effetti di speckle di interferenza. I circadori anu dimustratu i vantaghji di i laser casuali per l'imaghjini senza speckle in perovskite, biofilm, scatterers di cristalli liquidi è trasportatori di tissuti cellulare. In u diagnosticu medico, u laser di microcavità aleatoriu pò purtà infurmazioni sparghje da l'ospite biologicu, è hè statu appiicatu cù successu per detectà diversi tessuti biologichi, chì furnisce comodità per un diagnosticu medico non invasivu.

In u futuru, l'analisi sistematica di e strutture di microcavità disordinate è i meccanismi cumplessi di generazione di laser saranu più cumpleti. Cù u prugressu cuntinuu di a scienza di i materiali è a nanotecnologia, hè previstu chì strutture microcavity disordinate più fini è funziunali seranu fabbricate, chì hà un grande potenziale in a prumuzione di a ricerca di basa è l'applicazioni pratiche.