მიკროღრუიანობის კომპლექსური ლაზერები მოწესრიგებული მდგომარეობიდან არეულ მდგომარეობაში

მიკროღრუიანობის კომპლექსური ლაზერები მოწესრიგებული მდგომარეობიდან არეულ მდგომარეობაში

ტიპიური ლაზერი შედგება სამი ძირითადი ელემენტისგან: ტუმბოს წყარო, გაძლიერების საშუალება, რომელიც აძლიერებს სტიმულირებულ გამოსხივებას და ღრუს სტრუქტურა, რომელიც წარმოქმნის ოპტიკურ რეზონანსს. როდესაც ღრუს ზომალაზერიმიკრონულ ან სუბმიკრონულ დონესთან ახლოს ყოფნისას, ის აკადემიური საზოგადოების ერთ-ერთ მიმდინარე კვლევის ცხელ წერტილად იქცა: მიკროღრუიან ლაზერები, რომლებსაც შეუძლიათ მცირე მოცულობაში სინათლისა და მატერიის მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედების მიღწევა. მიკროღრუიანების რთულ სისტემებთან შერწყმა, როგორიცაა ღრუების არარეგულარული ან უწესრიგო საზღვრების შეტანა, ან მიკროღრუიანებში რთული ან უწესრიგო სამუშაო გარემოს შეტანა, გაზრდის ლაზერული გამომავალი თავისუფლების ხარისხს. უწესრიგო ღრუების ფიზიკური არაკლონური მახასიათებლები ლაზერული პარამეტრების მრავალგანზომილებიანი კონტროლის მეთოდებს ქმნის და შეუძლია გააფართოვოს მისი გამოყენების პოტენციალი.

შემთხვევითობის სხვადასხვა სისტემამიკროღრუების ლაზერები
ამ ნაშრომში პირველად ხდება შემთხვევითი მიკროღრუების ლაზერების კლასიფიკაცია სხვადასხვა ღრუს ზომებიდან. ეს განსხვავება არა მხოლოდ ხაზს უსვამს შემთხვევითი მიკროღრუების ლაზერის უნიკალურ გამომავალ მახასიათებლებს სხვადასხვა განზომილებაში, არამედ განმარტავს შემთხვევითი მიკროღრუების ზომის სხვაობის უპირატესობებს სხვადასხვა მარეგულირებელ და გამოყენების სფეროებში. სამგანზომილებიან მყარი მდგომარეობის მიკროღრუებს, როგორც წესი, აქვთ უფრო მცირე რეჟიმის მოცულობა, რაც უზრუნველყოფს სინათლისა და მატერიის უფრო ძლიერ ურთიერთქმედებას. სამგანზომილებიანი დახურული სტრუქტურის გამო, სინათლის ველი შეიძლება იყოს მაღალ ლოკალიზებული სამ განზომილებაში, ხშირად მაღალი ხარისხის ფაქტორით (Q-ფაქტორი). ეს მახასიათებლები მას შესაფერისს ხდის მაღალი სიზუსტის ზონდირებისთვის, ფოტონების შესანახად, კვანტური ინფორმაციის დამუშავებისთვის და სხვა მოწინავე ტექნოლოგიური სფეროებისთვის. ღია ორგანზომილებიანი თხელი აპკის სისტემა იდეალური პლატფორმაა არაწესრიგიანი ბრტყელი სტრუქტურების აგებისთვის. როგორც ორგანზომილებიანი არაწესრიგიანი დიელექტრიკული სიბრტყე ინტეგრირებული გაძლიერებითა და გაფანტვით, თხელი აპკის სისტემას შეუძლია აქტიურად მიიღოს მონაწილეობა შემთხვევითი ლაზერის გენერაციაში. ბრტყელი ტალღის გამტარი ეფექტი აადვილებს ლაზერის შეერთებას და შეგროვებას. ღრუს განზომილების შემდგომი შემცირებით, უკუკავშირისა და გაძლიერების გარემოს ერთგანზომილებიან ტალღგამტარში ინტეგრაციას შეუძლია შეამციროს რადიალური სინათლის გაფანტვა და ამავდროულად გააძლიეროს ღერძული სინათლის რეზონანსი და შეერთება. ინტეგრაციის ეს მიდგომა საბოლოოდ აუმჯობესებს ლაზერის გენერირებისა და შეერთების ეფექტურობას.

შემთხვევითი მიკროღრუების ლაზერების მარეგულირებელი მახასიათებლები
ტრადიციული ლაზერების მრავალი ინდიკატორი, როგორიცაა კოჰერენტულობა, ზღურბლი, გამომავალი მიმართულება და პოლარიზაციის მახასიათებლები, წარმოადგენს ლაზერების გამომავალი სიგნალის მუშაობის გაზომვის ძირითად კრიტერიუმებს. ფიქსირებული სიმეტრიული ღრუების მქონე ტრადიციულ ლაზერებთან შედარებით, შემთხვევითი მიკროღრუიანობის ლაზერი უზრუნველყოფს პარამეტრების რეგულირების მეტ მოქნილობას, რაც აისახება მრავალ განზომილებაში, მათ შორის დროის დომენში, სპექტრულ დომენსა და სივრცით დომენში, რაც ხაზს უსვამს შემთხვევითი მიკროღრუიანობის ლაზერის მრავალგანზომილებიან მართვადობას.

შემთხვევითი მიკროღრუების ლაზერების გამოყენების მახასიათებლები
დაბალი სივრცითი კოჰერენტულობა, მოდების შემთხვევითობა და გარემოს მიმართ მგრძნობელობა სტოქასტური მიკროღრუიანი ლაზერების გამოყენებისთვის მრავალ ხელსაყრელ ფაქტორს ქმნის. შემთხვევითი ლაზერის მოდების კონტროლისა და მიმართულების კონტროლის გადაწყვეტის წყალობით, ეს უნიკალური სინათლის წყარო სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ვიზუალიზაციაში, სამედიცინო დიაგნოსტიკაში, სენსორებში, ინფორმაციულ კომუნიკაციასა და სხვა სფეროებში.
როგორც მიკრო და ნანო მასშტაბის უწესრიგო მიკროღრუიანი ლაზერი, შემთხვევითი მიკროღრუიანი ლაზერი ძალიან მგრძნობიარეა გარემოს ცვლილებების მიმართ და მისი პარამეტრული მახასიათებლები შეიძლება რეაგირებდეს გარე გარემოს მონიტორინგზე მოქმედ სხვადასხვა მგრძნობიარე ინდიკატორებზე, როგორიცაა ტემპერატურა, ტენიანობა, pH, სითხის კონცენტრაცია, გარდატეხის ინდექსი და ა.შ., რაც ქმნის შესანიშნავ პლატფორმას მაღალი მგრძნობელობის სენსორული აპლიკაციების რეალიზებისთვის. ვიზუალიზაციის სფეროში, იდეალურიასინათლის წყაროუნდა ჰქონდეს მაღალი სპექტრული სიმკვრივე, ძლიერი მიმართულებითი გამომავალი და დაბალი სივრცითი კოჰერენტულობა ინტერფერენციული ლაქების ეფექტების თავიდან ასაცილებლად. მკვლევარებმა აჩვენეს შემთხვევითი ლაზერების უპირატესობები ლაქებისგან თავისუფალი ვიზუალიზაციისთვის პეროვსკიტში, ბიოფილმში, თხევადკრისტალურ გაფანტვებსა და უჯრედის ქსოვილის მატარებლებში. სამედიცინო დიაგნოსტიკაში, შემთხვევითი მიკროღრუების ლაზერს შეუძლია ბიოლოგიური მასპინძლიდან გაფანტული ინფორმაციის გადატანა და წარმატებით გამოიყენება სხვადასხვა ბიოლოგიური ქსოვილების აღმოსაჩენად, რაც არაინვაზიური სამედიცინო დიაგნოზის მოხერხებულობას უზრუნველყოფს.

მომავალში, უწესრიგო მიკროღრუ სტრუქტურებისა და ლაზერული გენერაციის რთული მექანიზმების სისტემატური ანალიზი უფრო სრულყოფილი გახდება. მასალათმცოდნეობისა და ნანოტექნოლოგიის უწყვეტ პროგრესთან ერთად, მოსალოდნელია, რომ უფრო მეტი წვრილი და ფუნქციონალური უწესრიგო მიკროღრუ სტრუქტურები შეიქმნას, რასაც დიდი პოტენციალი აქვს საბაზისო კვლევისა და პრაქტიკული გამოყენების ხელშეწყობის კუთხით.