Διεγερμένη σκέδαση σε μικροκατασκευές SuperMode:Lasing ενός ή διπλού τρόπου λειτουργίας;

Η διεγερμένη σκέδαση σε μικροκυσίες supermode μπορεί να οδηγήσει είτε σε λέιζερ μιας ή διπλής λειτουργίας, ανάλογα με διάφορους παράγοντες όπως ο σχεδιασμός της κοιλότητας, οι ιδιότητες των υλικών και οι συνθήκες διέγερσης. Ακολουθεί μια εξήγηση των δύο σεναρίων:

Lasing μονής λειτουργίας:

Σε ορισμένες μικροκυσίες supermode, η διεγερμένη σκέδαση μπορεί να οδηγήσει στην προτιμησιακή ενίσχυση μιας λειτουργίας μεμονωμένων κοιλοτήτων, με αποτέλεσμα το δάνειο μιας λειτουργίας. Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν η κοιλότητα έχει σχεδιαστεί για να έχει παράγοντα υψηλής ποιότητας (Q) για μια συγκεκριμένη λειτουργία, ενώ παράλληλα καταστέλλει άλλους τρόπους. Ο υψηλός συντελεστής Q εξασφαλίζει ότι ο μεμονωμένος τρόπος έχει χαμηλότερο όριο για το Lasing, επιτρέποντάς του να κυριαρχήσει σε άλλους τρόπους.

Με την προσεκτική επεξεργασία της γεωμετρίας της κοιλότητας, της σύνθεσης υλικού και του προφίλ ντόπινγκ, είναι δυνατόν να επιτευχθεί ισχυρός οπτικός περιορισμός και να ελαχιστοποιηθεί οι απώλειες σκέδασης για τον επιθυμητό τρόπο. Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική λέιζερ με μία λειτουργία με υψηλή ισχύ εξόδου και καλή ποιότητα δέσμης.

Λέδισμα διπλής λειτουργίας:

Σε άλλες περιπτώσεις, η διεγερμένη σκέδαση σε μικροκυσίες supermode μπορεί να οδηγήσει σε λέιζερ διπλής λειτουργίας, όπου δύο τρόποι κοιλότητας ταλαντεύονται ταυτόχρονα. Αυτό συμβαίνει όταν η κοιλότητα υποστηρίζει πολλαπλές λειτουργίες με παρόμοιους συντελεστές Q και συνθήκες κέρδους. Λόγω της ανταγωνιστικής φύσης του Lasing, και οι δύο τρόποι μπορούν να φτάσουν στο κατώφλι του λέιζερ και να συνυπάρχουν στην κοιλότητα.

Το Lasing διπλής λειτουργίας μπορεί να είναι επωφελής σε ορισμένες εφαρμογές, όπως συστήματα πολυπλεξίας μήκους μήκους κύματος (WDM) ή η δημιουργία μπλεγμένων ζευγών φωτονίων για επεξεργασία κβαντικών πληροφοριών. Με τον προσεκτικό έλεγχο των συνθηκών σχεδιασμού και διέγερσης της κοιλότητας, είναι δυνατόν να επιτευχθεί σταθερή λειτουργία διπλής λειτουργίας με συγκεκριμένο διαχωρισμό μήκους κύματος και σύζευξη ελεγχόμενης λειτουργίας.

Η μετάβαση από ένα μεμονωμένο με τη διπλή λειτουργία, ή αντίστροφα, μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες όπως η ισχύς διέγερσης, η θερμοκρασία και η απομάκρυνση της κοιλότητας. Με τον χειρισμό αυτών των παραμέτρων, είναι δυνατόν να διεγείρει επιλεκτικά ή να καταστείλει συγκεκριμένες λειτουργίες και να επιτευχθεί η επιθυμητή συμπεριφορά Lasing σε μικροκυσίες supermode.

Συνοπτικά, η διεγερμένη σκέδαση σε μικροκυσίες supermode μπορεί να οδηγήσει είτε σε λέιζερ μιας ή διπλής λειτουργίας, ανάλογα με τον σχεδιασμό της κοιλότητας, τις ιδιότητες υλικού και τις συνθήκες διέγερσης. Με την προσεκτική μηχανική αυτούς τους παράγοντες, είναι δυνατόν να προσαρμόσουμε τη συμπεριφορά των λέιζερ για συγκεκριμένες εφαρμογές και να επιτευχθούν τα επιθυμητά οπτικά χαρακτηριστικά.