لیزر با حفره کوتاه (Microcavity Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر با حفره کوتاه (Microcavity Laser) :
Microcavity Laser به لیزرهایی اطلاق می شود که در آنها اندازه حفره نوری در حد طول موج یا کمتر است. در این حفره های کوچک، اثرات کوانتومی (مانند افزایش گسیل خودبه خودی) نقش مهمی ایفا می کنند. انواع مختلفی از میکروکاویتی لیزرها وجود دارد: میکروتوپ های نوری (microspheres)، میکروحلقه ها (microrings)، نقاط کوانتومی درون حفره های فوتونیک کریستال، و VCSELها (که خود نوعی میکروکاویتی لیزر محسوب می شوند).
مکانیزم: در یک میکروکاویتی، فوتون ها به شدت در یک حجم بسیار کوچک محصور می شوند. این محصورسازی باعث افزایش چگالی حالت های فوتونی و در نتیجه افزایش گسیل خودبه خودی (اثر پورسل) می شود. با طراحی مناسب، می توان وارونی جمعیت را با توان پمپ بسیار پایین به دست آورد. گاهی از این لیزرها به عنوان لیزرهای بدون آستانه (thresholdless laser) یاد می شود، اگرچه آستانه به صفر نمی رسد.
مزایای میکروکاویتی لیزرها: اندازه بسیار کوچک (قابل یکپارچه سازی در مقیاس تراشه)، مصرف انرژی بسیار پایین (مناسب برای اتصالات نوری درون تراشه ای)، و قابلیت مدولاسیون سریع. آنها برای کاربردهای آینده در ارتباطات نوری، محاسبات نوری، و حسگرهای زیستی (biosensors) بسیار مورد توجه هستند.
چالش ها: ساخت دقیق این ساختارهای نانومتری با کیفیت بالا و تلفات کم، و جفت سازی کارآمد نور به داخل و خارج از این حفره های کوچک. انواعی از میکروکاویتی لیزرها با مواد مختلف (نیمه هادی، آلی، نقاط کوانتومی) ساخته شده اند و تحقیقات در این زمینه بسیار فعال است.
