Mikroontelokompleksilaserit järjestetyistä tiloista epäjärjestyneisiin tiloihin

Mikroontelokompleksilaserit järjestetyistä tiloista epäjärjestyneisiin tiloihin

Tyypillinen laser koostuu kolmesta peruselementistä: pumppulähteestä, vahvistusväliaineesta, joka vahvistaa stimuloitua säteilyä, ja onkalorakenteesta, joka synnyttää optista resonanssia. Kun onkalon kokolaseron lähellä mikronin tai submikronin tasoa, siitä on tullut yksi akateemisen yhteisön tämän hetkisistä tutkimuskohteista: mikroontelolaserit, joilla voidaan saavuttaa merkittävää valon ja aineen vuorovaikutusta pienessä tilavuudessa. Mikroonteloiden yhdistäminen monimutkaisiin järjestelmiin, kuten epäsäännöllisten tai epäsäännöllisten onteloiden rajojen lisääminen tai monimutkaisen tai epäjärjestyneen työväliaineen vieminen mikroonteloihin, lisää lasertulostuksen vapausastetta. Epäjärjestyneiden onteloiden fyysiset ei-kloonaavat ominaisuudet tuovat mukanaan moniulotteisia laserparametrien säätömenetelmiä ja voivat laajentaa sen sovellusmahdollisuuksia.

Erilaisia ​​satunnaisia ​​järjestelmiämikroontelolaserit
Tässä artikkelissa satunnaiset mikroontelolaserit luokitellaan ensimmäistä kertaa eri ontelomitoista. Tämä ero ei ainoastaan ​​tuo esiin satunnaisen mikroontelolaserin ainutlaatuisia lähtöominaisuuksia eri mitoissa, vaan myös selventää satunnaisen mikroontelon kokoeron etuja eri sääntely- ja sovellusalueilla. Kolmiulotteisella solid-state-mikroontelolla on yleensä pienempi mooditilavuus, jolloin saavutetaan vahvempi valon ja aineen vuorovaikutus. Kolmiulotteisen suljetun rakenteensa ansiosta valokenttä voidaan lokalisoida voimakkaasti kolmeen ulottuvuuteen, usein korkealla laatutekijällä (Q-tekijä). Nämä ominaisuudet tekevät siitä sopivan korkean tarkkuuden anturiin, fotonien varastointiin, kvanttitietojen käsittelyyn ja muille edistyneen teknologian aloille. Avoin kaksiulotteinen ohutkalvojärjestelmä on ihanteellinen alusta epätasaisten tasomaisten rakenteiden rakentamiseen. Kaksiulotteisena epäsäännöllisenä dielektrisenä tasona, jossa on integroitu vahvistus ja sironta, ohutkalvojärjestelmä voi aktiivisesti osallistua satunnaisen laserin luomiseen. Tasomainen aaltoputkiefekti tekee laserkytkemisestä ja keräämisestä helpompaa. Kun kaviteetin mittaa pienennetään entisestään, takaisinkytkentä- ja vahvistusmedian integrointi yksiulotteiseen aaltoputkeen voi vaimentaa säteittäistä valonsirontaa ja parantaa aksiaalista valon resonanssia ja kytkentää. Tämä integrointitapa parantaa viime kädessä laserituotannon ja -kytkennän tehokkuutta.

Satunnaisten mikroontelolaserien sääntelyominaisuudet
Monet perinteisten lasereiden indikaattorit, kuten koherenssi, kynnys, lähtösuunta ja polarisaatioominaisuudet, ovat avainkriteereitä lasereiden tehon mittaamisessa. Verrattuna perinteisiin lasereihin, joissa on kiinteät symmetriset ontelot, satunnainen mikroontelolaser tarjoaa enemmän joustavuutta parametrien säätelyssä, mikä heijastuu useissa ulottuvuuksissa, mukaan lukien aika-alue, spektrialue ja spatiaalinen alue, mikä korostaa satunnaisen mikroontelolaserin moniulotteista ohjattavuutta.

Satunnaisten mikroontelolaserien käyttöominaisuudet
Alhainen tilakoherenssi, moodisatunnaisuus ja herkkyys ympäristölle tarjoavat monia suotuisia tekijöitä stokastisten mikroontelolaserien käyttöön. Satunnaisen laserin tilan- ja suuntaohjauksen ratkaisun ansiosta tätä ainutlaatuista valonlähdettä käytetään yhä enemmän kuvantamisessa, lääketieteellisessä diagnostiikassa, mittauksessa, tietoliikenteessä ja muilla aloilla.
Mikro- ja nanomittakaavan mikroontelolaserina satunnainen mikroontelolaser on erittäin herkkä ympäristön muutoksille, ja sen parametriset ominaisuudet voivat reagoida erilaisiin herkkiin indikaattoreihin, jotka tarkkailevat ulkoista ympäristöä, kuten lämpötilaa, kosteutta, pH:ta, nesteen pitoisuutta, taitekerroin jne., mikä luo ylivertaisen alustan erittäin herkkien anturisovellusten toteuttamiseen. Kuvantamisen alalla ihanteellinenvalonlähdeNiillä tulee olla korkea spektritiheys, voimakas suuntalähtö ja alhainen tilakoherenssi häiriöiden pilkkuvaikutusten estämiseksi. Tutkijat osoittivat satunnaisten lasereiden edut pilkuttomaan kuvantamiseen perovskiitissa, biofilmissä, nestekidesirottimissa ja solukudoksen kantajissa. Lääketieteellisessä diagnoosissa satunnainen mikroontelolaser voi kuljettaa hajallaan olevaa tietoa biologisesta isännästä, ja sitä on käytetty menestyksekkäästi erilaisten biologisten kudosten havaitsemiseen, mikä tarjoaa mukavuutta ei-invasiiviseen lääketieteelliseen diagnoosiin.

Tulevaisuudessa epäjärjestyneiden mikroontelorakenteiden ja monimutkaisten lasergenerointimekanismien systemaattinen analyysi tulee entistä täydellisempää. Materiaalitieteen ja nanoteknologian jatkuvan kehityksen myötä on odotettavissa, että hienoja ja toiminnallisia epäjärjestyneitä mikroontelorakenteita valmistetaan lisää, millä on suuri potentiaali perustutkimuksen ja käytännön sovellusten edistämisessä.