秩序化された状態から秩序化された状態への微小耐容積複合レーザー

秩序化された状態から秩序化された状態への微小耐容積複合レーザー

典型的なレーザーは、3つの基本的な要素で構成されています。ポンプ源、刺激された放射を増幅するゲイン媒体、および光学共鳴を生成する空洞構造です。のキャビティサイズの場合レーザミクロンまたはサブミクロンレベルに近いため、学術コミュニティの現在の研究ホットスポットの1つになりました。これは、少量で重要な光と物質の相互作用を達成できるマイクロキャビティレーザーです。マイクロキャビティと、不規則または無秩序な空洞境界の導入や複雑な作業媒体の導入などの複雑なシステムを微小装置に組み合わせることで、レーザー出力の自由度が高まります。障害のある空洞の物理的な非クローン特性は、レーザーパラメーターの多次元制御方法をもたらし、その応用の可能性を拡大することができます。

ランダムの異なるシステムマイクロキャビティレーザー
このホワイトペーパーでは、ランダムなマイクロキャビティレーザーが初めて異なるキャビティ寸法から分類されます。この区別は、さまざまな寸法でのランダム微小局所レーザーのユニークな出力特性を強調するだけでなく、さまざまな規制および応用分野におけるランダム縮図のサイズの違いの利点も明確にします。通常、3次元の固体微小局所はモードボリュームが小さく、より強い光と物質の相互作用を達成します。 3次元の閉じた構造により、光場は3次元で高品質の係数（Qファクター）で高度に局在することができます。これらの特性により、高精度センシング、光子貯蔵、量子情報処理、およびその他の高度な技術分野に適しています。オープン2次元薄膜システムは、障害のある平面構造を構築するための理想的なプラットフォームです。統合されたゲインと散乱を伴う2次元障害の誘電面として、薄膜システムはランダムレーザーの生成に積極的に参加できます。平面導波路効果により、レーザーのカップリングと収集が容易になります。キャビティの寸法がさらに減少すると、フィードバックとメディアを1次元波動管に獲得すると、軸方向の光共鳴と結合を強化しながら、放射状の光散乱を抑制できます。この統合アプローチは、最終的にレーザー生成と結合の効率を改善します。

ランダムな微小キャビティレーザーの調節特性
コヒーレンス、しきい値、出力方向、偏光特性などの従来のレーザーの多くの指標は、レーザーの出力性能を測定するための重要な基準です。固定対称キャビティを持つ従来のレーザーと比較して、ランダム微小キャビティレーザーは、ランダムマイクロキャビティレーザーの多次元制御性を強調する、時間領域、スペクトルドメイン、空間ドメインを含む複数の次元に反映されるパラメーター調節の柔軟性を高めます。

ランダムな微小キャビティレーザーのアプリケーション特性
低空間コヒーレンス、モードのランダム性、環境への感度は、確率的微小キャビティレーザーの適用に多くの好ましい要因を提供します。モード制御の解とランダムレーザーの方向制御により、このユニークな光源は、イメージング、医療診断、センシング、情報コミュニケーション、その他の分野でますます使用されています。
マイクロおよびナノスケールの障害のあるマイクロキャビティレーザーとして、ランダムな微小キャビティレーザーは環境の変化に非常に敏感であり、そのパラメトリック特性は、温度、湿度、pH、液体濃度、屈折率など、外部環境を監視し、高感度を実現するための優れたプラットフォームを作成する外部環境を監視するさまざまな機密インジケーターに応答できます。イメージングの分野では、理想光源スペクトル密度が高く、強力な方向出力、および干渉スペックルの影響を防ぐための空間コヒーレンスが低い必要があります。研究者は、ペロブスカイト、バイオフィルム、液晶散乱体、細胞組織キャリアのスペックルフリーイメージングのランダムレーザーの利点を実証しました。医学的診断では、ランダムな微小キャビティレーザーは生物学的宿主から散在した情報を運ぶことができ、さまざまな生物学的組織を検出するために成功裏に適用されており、非侵襲的な医学的診断に利便性を提供します。

将来的には、無秩序な微小キャビティ構造と複雑なレーザー生成メカニズムの体系的な分析がより完全になります。材料科学とナノテクノロジーの継続的な進歩に伴い、より微細で機能的な障害のある微小キャビティ構造が製造されると予想されます。