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激光器|小激光器的进展( 七 )



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它们的小增益区域导致大的表面体积比 , 并且制造过程中往往涉及蚀刻 , 这可以引入表面缺陷和表面复合 , 这加速装置老化 。
对于最小的纳米激光器的技术等离激子激光器-在全尺寸上比发射光的波长小得多 , 研究人员证实了被限制在样品中的共振 , 包含多个小的共振器 。
然而 , 等离激子激光器一个单一的局部的共振器尚未实现 。
理论上 , 可以探测单个谐振器的输出 , 既可以通过扫描近场显微镜或创建分离阱的单个谐振器 。
带有深亚波长约束模和增益介质的个体的激光器还没有被研制出来 , 即使只有一维约束 。
有些应用程序可能已从金属/等离子激光器提供的优点中受 。

35、益 , 特别他们的极限局部化和高强度领域 。
然而 , 更多的传统应用如通信、计算和光源 , 金属纳米激光器需要实质性的改进室温下的阈值:(1)室温下的阈值电流 , 目前只有几毫安但理论上可以更低21,23;(2)设备寿命;和(3)高效的光耦合或等离子体进入自由空间或(等离子体)的波导结构 。
结论最近几年已经出现了由小的金属结构激光器 , 以及改进了的介质腔的激光器 , 并开始渗透到新的应用领域 , 如生物激光器的出现 。
通过考虑一个简单的激光模型 , 我们已经看到 , 基于电介质和金属腔的小激光器通过使用不同的方法 , 来减少激光器的大小 。
在一般情况下 , 小介电激光器采用光子寿命长的腔体 , 以减少对激光增益介质的要求 。
相比之下 , 金属谐振腔通常 。

36、有更短的光子寿命 , 往往是由于在金属中的吸收 。
增加增益介质的光模限制提供了一个设计窗口 , 其中激光可以发生在金属结构中 , 虽然增益介质仍然经常达到它的极限 。
介质小激光器的腔的Q因子通常1000 , 尺寸和体积比发射光波长大 , 而金属小型激光器Q因子1000 , 比发射光的波长要小 。
除了提供严格的限制 , 在金属与等离激元激光器的金属结构也提供了良好的散热和电泵通道 , 这有助于在室温下运行的电泵浦装置快速发展 。
此外 , 这些有史以来规模较小的激光器在接下来的领域激发了有益的讨论:(1)在小损耗色散结构的光的传播和增益;(2)自发发射与受激发射 , 腔尺寸远低于衍射极限的激光的特点;(3)从不同的增益介质中 , 增加最大的光增益 。


37、介电小激光器的发展也取得了明显的进展 , 特别是CW电泵浦光子晶体激光器的实现 。
这些器件具有所有室温电泵浦激光器下的最低的阈值 , 并因此可能引起在光子集成电路方面更广泛的使用光子晶体结构 。
另一个显着的和令人兴奋的是 , 最近小型激光器在生物学方面的应用和小型激光器在生物结构方面的成就 。
对于激光在这方面的蓬勃发展 , 要权衡各种性能和制造参数 , 尤其是在光通信或数据处理方面 。
例如 , 诊断应用可能需要大量的小型激光器 , 从而降低制造成本并且长期运行的稳定性要求不太严格的激光器是很必要的 。
激光在生物结构的应用的最大尺寸是由自身特性决定 , 不同的情况有不同应用;例如 , 哺乳动物细胞尺寸达到1050m , 毛细血管直径为几微米 , 负 。

38、责运输分子和微粒 , 且要穿过细胞膜的囊泡通常是亚微米级别的 。
当激光的概念接近传统衍射极限时 , 对于激光的小型化的兴趣并没有被阻止 , 相反 , 制造越来越小 , 低功率激光器的热度近几年来已经明显升温 。
具体的高强度的应用 , 在此小尺寸和低功耗很关键 , 特别是在短距离通信领域已经开始出现 。
以理论为基础的其他的应用 , 就其基本性质和组成材料 , 依靠小型激光器和光放大器相关研究领域 , 如表面等离子体光子学和纳米光子学 , 持续的研究对于小型激光器是必要的 。
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