질서 있는 상태에서 무질서한 상태까지의 미세공동 복합 레이저
일반적인 레이저는 펌프 소스, 자극된 방사선을 증폭하는 이득 매질, 광학 공명을 생성하는 공동 구조의 세 가지 기본 요소로 구성됩니다. 캐비티 크기가 클 때원자 램프미크론 또는 서브미크론 수준에 가까우며 학계의 현재 연구 핫스팟 중 하나가 되었습니다. 미세공동 레이저는 작은 부피에서 상당한 빛과 물질 상호작용을 달성할 수 있습니다. 불규칙하거나 무질서한 공동 경계를 도입하거나 복잡하거나 무질서한 작업 매체를 미세공동에 도입하는 등 미세공동을 복잡한 시스템과 결합하면 레이저 출력의 자유도가 높아집니다. 무질서한 공동의 물리적 비복제 특성은 레이저 매개변수의 다차원 제어 방법을 가져오고 응용 가능성을 확장할 수 있습니다.
다양한 무작위 시스템미세공동 레이저
이 논문에서는 무작위 미세공동 레이저가 처음으로 서로 다른 공동 크기로 분류되었습니다. 이러한 구별은 다양한 차원에서 무작위 미세공동 레이저의 고유한 출력 특성을 강조할 뿐만 아니라 다양한 규제 및 응용 분야에서 무작위 미세공동의 크기 차이가 갖는 이점을 명확히 합니다. 3차원 고체 미세공동은 일반적으로 모드 부피가 더 작으므로 빛과 물질의 상호 작용이 더 강합니다. 3차원 폐쇄형 구조로 인해 광 필드는 종종 높은 품질 계수(Q-인자)를 사용하여 3차원으로 고도로 국한될 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 고정밀 감지, 광자 저장, 양자 정보 처리 및 기타 첨단 기술 분야에 적합합니다. 개방형 2차원 박막 시스템은 무질서한 평면 구조를 구축하기 위한 이상적인 플랫폼입니다. 이득과 산란이 통합된 2차원 무질서 유전체 평면으로서 박막 시스템은 랜덤 레이저 생성에 적극적으로 참여할 수 있습니다. 평면 도파관 효과는 레이저 결합 및 수집을 더 쉽게 만듭니다. 캐비티 크기가 더욱 줄어들면서 피드백 및 이득 매체를 1차원 도파관에 통합하면 방사형 광 산란을 억제하는 동시에 축 광 공진 및 결합을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 통합 접근 방식은 궁극적으로 레이저 생성 및 결합의 효율성을 향상시킵니다.
무작위 미세공동 레이저의 규제 특성
일관성, 임계값, 출력 방향 및 편광 특성과 같은 기존 레이저의 많은 지표는 레이저의 출력 성능을 측정하는 핵심 기준입니다. 고정된 대칭 공동이 있는 기존 레이저와 비교하여 무작위 미세공동 레이저는 시간 영역, 스펙트럼 영역 및 공간 영역을 포함한 여러 차원에 반영되는 매개변수 조절에 더 많은 유연성을 제공하여 무작위 미세공동 레이저의 다차원 제어 가능성을 강조합니다.
랜덤 마이크로캐비티 레이저의 응용 특성
낮은 공간 일관성, 모드 무작위성 및 환경에 대한 민감도는 확률론적 미세공동 레이저의 적용에 많은 유리한 요소를 제공합니다. 랜덤 레이저의 모드 제어 및 방향 제어 솔루션을 통해 이 독특한 광원은 이미징, 의료 진단, 감지, 정보 통신 및 기타 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
마이크로 및 나노 규모의 무질서한 마이크로 캐비티 레이저인 랜덤 마이크로 캐비티 레이저는 환경 변화에 매우 민감하며, 파라메트릭 특성은 온도, 습도, pH, 액체 농도 등 외부 환경을 모니터링하는 다양한 민감한 지표에 반응할 수 있습니다. 굴절률 등을 사용하여 고감도 감지 애플리케이션을 실현하기 위한 우수한 플랫폼을 만듭니다. 이미징 분야에서는 이상적인광원간섭 반점 효과를 방지하려면 높은 스펙트럼 밀도, 강한 방향성 출력 및 낮은 공간 일관성을 가져야 합니다. 연구진은 페로브스카이트, 생물막, 액정 산란체 및 세포 조직 운반체에서 반점 없는 이미징을 위한 무작위 레이저의 장점을 입증했습니다. 의료 진단에서 무작위 미세공동 레이저는 생물학적 호스트로부터 분산된 정보를 전달할 수 있으며 다양한 생물학적 조직을 탐지하는 데 성공적으로 적용되어 비침습적 의료 진단에 편리함을 제공합니다.
앞으로는 무질서한 미세공동 구조와 복잡한 레이저 생성 메커니즘에 대한 체계적인 분석이 더욱 완전해질 것입니다. 재료과학과 나노기술의 지속적인 발전으로 더욱 미세하고 기능적인 무질서한 미세공동 구조가 제조될 것으로 기대되며, 이는 기초연구와 실용화를 촉진하는데 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
게시 시간: 2024년 11월 5일