基于稳定的高Q Fabry-Perot微腔的光流体激光阵列。

### 基于稳定的高Q Fabry-Perot微腔的光流体激光阵列的知识点解析 #### 核心概念解析 **基于稳定的高Q Fabry-Perot微腔的光流体激光阵列**是指一种新型的光流体激光技术，其核心在于使用了具有极高品质因子（Q值）的稳定Fabry-Perot微腔结构。这种结构能够显著提高激光器的性能，并降低激光阈值。 #### 技术细节解析 - **微腔设计与制造**：该研究中采用的是平面-凹面（Plano-Concave）的Fabry-Perot（FP）微腔结构，相比常见的平面-平面（Plano-Plano）结构，这种设计可以大大减少设备组装时的光学对准误差。 - **微腔品质因子**：实验中得到的微腔具有高达5.6×10^5的Q值和4×10^3的精细度，远高于现有的光流体激光器中的FP微腔。 - **制造过程**：通过使用二氧化碳激光在石英芯片上制造一系列微孔，然后在这些微孔上涂覆分布式布拉格反射层（Distributed Bragg Reflection, DBR）来形成凹面镜。 - **激光介质**：研究中使用的激光介质为1mM罗丹明6G（R6G）染料溶解于乙醇中，测试结果显示激光阈值极低，仅为90 nJ/mm^2，比相同芯片上的不稳定平面-平面FP微腔低10倍以上。 - **多通道激光发射**：实现了芯片上光流体激光阵列的同时激光发射以及单模激光操作。 #### 技术优势 - **稳定性**：通过使用平面-凹面的FP微腔，大幅度提高了激光器的稳定性，减少了光学对准的要求。 - **高效率**：高Q值和高精细度意味着更高的光学反馈效率，从而降低了激光阈值。 - **兼容性**：该技术与微流体技术良好兼容，适用于集成在微流控芯片上。 - **应用前景**：这种技术有望应用于开发低阈值、小模式体积的生物化学传感器和新型片上光子器件。 #### 实验结果分析 - **激光阈值**：实验中所用的激光介质显示出了超低的激光阈值，这得益于高Q值的FP微腔的设计。 - **多通道激光发射**：成功展示了芯片上光流体激光阵列的同时激光发射能力，证明了该技术的实用性和可靠性。 - **单模激光操作**：还验证了单模激光操作的可能性，这对于许多应用来说是非常重要的特性。 #### 结论与展望 该研究表明，基于稳定的高Q Fabry-Perot微腔的光流体激光阵列不仅具有较低的激光阈值和优异的稳定性，而且还能实现多通道同时激光发射和单模激光操作。这项技术的出现为生物化学传感和片上光子学领域带来了新的可能性，特别是在开发具有极低激光阈值（nJ/mm^2级别）和极小模式体积（fL级别）的新型光子器件方面展现出巨大潜力。未来的研究可能会进一步优化微腔结构，探索更多种激光介质的应用，以及开发更高效、更小型化的集成系统。