O espalhamento estimulado em microcavidades supermodo envolve a interação da luz com os modos ressonantes da cavidade, o que pode levar a vários comportamentos de laser dependendo das condições específicas e dos parâmetros do sistema. Em geral, o resultado pode ser laser de modo único ou de modo duplo:

Lasing monomodo:

Em alguns casos, uma das ressonâncias do supermodo na microcavidade torna-se dominante e exibe um limiar mais baixo para emissão estimulada em comparação com outros modos. Isso leva à amplificação e emissão preferencial de luz na frequência do modo dominante, resultando em laser monomodo. Este comportamento pode ocorrer quando o projeto da cavidade e as propriedades do material favorecem um modo específico, ou quando as condições de bombeamento estimulam seletivamente esse modo.

No laser monomodo, o espectro de emissão de saída mostra um pico estreito centrado no comprimento de onda do modo dominante. O laser opera em um único modo longitudinal, proporcionando alta pureza e coerência espectral.

Lasing de modo duplo:

Sob diferentes condições, é possível que dois ou mais supermodos na microcavidade atinjam o limiar de laser simultaneamente. Isto leva ao laser de modo duplo, onde duas linhas de emissão distintas aparecem no espectro de saída. Os modos de laser podem ser espaçados ou separados por uma diferença maior de comprimento de onda, dependendo do design da cavidade e das propriedades do material.

O laser de modo duplo pode ocorrer devido à natureza quase degenerada de certos supermodos, onde suas frequências de ressonância são muito próximas. Isto pode resultar na inversão simultânea da população e na emissão estimulada em múltiplos modos. Outro fator que pode contribuir para o laser de modo duplo é a presença de múltiplas regiões de ganho dentro da microcavidade, cada uma suportando um modo diferente.

No laser de modo duplo, o espectro de emissão de saída exibe dois picos distintos correspondentes aos comprimentos de onda dos dois modos. Dependendo da aplicação específica, o laser de modo duplo pode ser indesejável ou benéfico. Em alguns casos, pode ser necessário suprimir um dos modos para obter operação em modo único, enquanto em outros cenários, o laser de modo duplo pode ser utilizado para fins específicos, como multiplexação por divisão de comprimento de onda ou lasers sintonizáveis.

A transição entre laser monomodo e modo duplo pode ser influenciada por vários fatores, como geometria da cavidade, propriedades de ganho do material, condições de bombeamento e presença de feedback ou interações externas. Ao projetar e controlar cuidadosamente esses parâmetros, é possível alcançar o comportamento de laser desejado em microcavidades supermode.