混合微型激光谐振器的分形模式和多光束产生
2018-07-25
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分形结构（Fractals）在自然界中无处不在，常见的例子包括雪花和大脑神经元。尽管人们早已知道复杂的光学分形图案可以用诸如光栅和反射球体之类的光学组件来实现，但是从激光器中产生分形横模（transverse mode）已被证明是难以完成的。近日，来自美国伊利诺伊大学的J. Gary Eden教授课题组展示了一种混合光学谐振器，通过将微球的2D网络引入到含有增益介质的“法布里-珀罗”（Fabry-Pérot）共振腔中，能够同时生成传统高斯型和分形激光模式的阵列。在微球晶体的空隙内，研究人员还观察到几种不同的分形模式，其中两种类似于Sierpinski三角形结构。进一步的分析表明，相邻分形模式之间具有较强的耦合作用，并且可以通过微球网络结构的设计来合成所需的分形模式。基于增益介质与谐振器之间的独特相互协同作用，该光学器件能够发射数百个微型激光束，并探测生物细胞的活动状况，在生物医学检测领域也具有潜在的应用。相关工作发表在近期的《Nature Communications》上。
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