เลเซอร์คริสตัลโฟโตนิก

บทนำ

   เป็นที่ทราบกันดีว่าเลเซอร์ป้อนกลับแบบกระจายสารกึ่งตัวนำมีโครงตาข่ายหนึ่งมิติ และคลื่นที่แพร่กระจายไปข้างหน้าผ่านการสะท้อนของแบรกก์เนื่องจากตะแกรงนี้ ซึ่งถูกเบี่ยงเบนไปยังทิศทางตรงกันข้าม คลื่นที่แพร่กระจายไปข้างหน้าและข้างหลังที่ตามมาจะจับคู่กันเพื่อสร้างคลื่นนิ่งซึ่งก่อตัวเป็นโพรง สิ่งนี้เทียบเท่ากับข้อเท็จจริงที่ว่าในโฟโตนิกคริสตัลหนึ่งมิติ การสูญเสียโพรงจะน้อยที่สุดที่ขอบแถบ ซึ่งอยู่ที่ปลายทั้งสองด้านของโทนิคแบนด์แกป ทำให้เกิดสถานะที่ทำให้เกิดการสั่น เมื่อแนวคิดนี้ขยายไปสู่ผลึกโทนิคที่มีสองมิติต่อไอโอดิซิตี้ เราสามารถใช้การควบรวมของคลื่นแสงได้เนื่องจากการสะท้อนของแบรกก์ภายในระนาบสองมิติ เพื่อสร้างสถานะคลื่นนิ่งที่ครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของ เครื่องบิน [1,2] . ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับโหมดการสั่นด้วยการกระจายสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่กำหนดไว้อย่างสมบูรณ์ที่จุดแลตทิซแต่ละจุดในคริสตัลสองมิติ เอาต์พุตออพติคอลสามารถกระจายแสงในทิศทางที่ตั้งฉากกับระนาบของคริสตัลได้ จึงทำให้เกิดลักษณะการเปล่งแสงที่เหนือใบหน้า ด้วยเหตุนี้ คริสตัลโทนิคแบบสองมิติจึงช่วยให้สามารถสร้างเลเซอร์เปล่งพื้นผิวที่ไม่เพียงแต่กำหนดโหมดการติดเลเซอร์ตามยาวเท่านั้น แต่ยังกำหนดรูปแบบลำแสงด้วย ซึ่งโดยปกติจะเรียกว่าโหมดแนวขวาง นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะสร้างเลเซอร์แบบใหม่ที่แกว่งในโหมดตามยาวและแนวขวางเพียงโหมดเดียว ไม่ว่าพื้นที่ผิวจะใหญ่แค่ไหนก็ตาม ซึ่งเหนือกว่าแนวคิดดั้งเดิมในด้านการวิจัยเลเซอร์
   เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกที่ใช้หลักการนี้เป็นจริงในปี 1999 [1] ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา นอกเหนือจากการสาธิตการเลเซอร์ต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้องแล้ว ยังแสดงให้เห็นว่าคริสตัลโทนิคแบบสองมิติสามารถสร้างลำแสงที่มีโพลาไรเซชันและรูปแบบที่ควบคุมได้ ตัวอย่างเช่น สามารถสร้างลำแสงรูปโดนัท ซึ่งคาดว่าจะสามารถโฟกัสได้ในขนาดที่เล็กกว่าความยาวคลื่น [2-6] การพัฒนาล่าสุดที่โดดเด่นอื่น ๆ โดยใช้หลักการนี้คือการทำให้เป็นจริงของการดำเนินการปล่อยพื้นผิวสีน้ำเงินอมม่วงแบบหัวฉีดในปัจจุบันและการดำเนินการบังคับเลี้ยวด้วยลำแสงแบบอิเล็กทรอนิกส์ [7, 8] เราจะหารือเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของศิลปะในส่วนต่อไปนี้