相干反馈无序激光器的研究

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1、摘要无序激光器是人们近年发现的有着特殊机理的一类新型激光器。它的形成与安德森(Anderson)局域化密切相关，它是由散射效应提供反馈来实现光放大，且在多个方向上都有输出的激光器，有着广泛的应用前景。本文主要研究了相干反馈无序激光器中循环光的散射形式、模的竞争，以及该无序激光器中的两种光的局域化。在第三章中，基于前人得出的实验数据和理论，本文洋细叙述了光的白发放大现象，并通过对实验数据的分析，说明了放大白发辐射(ASE)到激光辐射的转变过程是～个逐渐变化的过程，Cao．H根据实验结果得出：这种转变发生在当散射平均自由程从14五

2、降至于5五的过程当中。在第四章中，本文探讨相干反馈无序激光器中循环光散射的形式和模竞争。首先根据CaoH．提出的相干反馈无序激光是由循环光散射(即多重散射形成回路)形成的观点，在将纳米ZnO微粒(平均直径约为lOOnm)加入到激光染料溶液构成的相干反馈无序激光器实验中，对ZnO散射粒子提出了立方体、单面镜的简化模型，并利用CaoH．的实验数据对各种形式回路出现的相对几率进行分析和计算。证明得到二粒子回路比三粒子回路更容易激射，粒子数越多的回路越难激射。实验数据支持该观点。随后本文讨论了任意一个激光模式回路外激光光子的平均寿命，

3、得到光子数目随时问的变化规律，进而研究相干反馈无序激光器中的模竞争，讨论得出在激发出来的激光模式中哪些模式最终形成强的激光。在第五章中，根据MujumdarSushil等人对含ZnO散射粒子的激光染料溶液进行激光泵浦得到的实验观测结果：在光子的平均自由程远大于光波长的时候，仍能观测到尖锐的发射峰，本文提出了在无序激光器中存在两种光局域化的观点：第一种是循环光散射回路使光子局域于回路，回路体积很小，光子寿命较短：第二种是无序介质中的散射粒子使光子局域于整个增益介质，相对回路而言，增益介质体积很大，光子寿命较长。第-St局域化选择

4、特定波长的光子，可“孕育”激光“种子”：第二种局域化延长了激光光子的寿命，放大了激光．并使激光沿各方向发射。通过探讨本文解释这个新的实验现象。关键词：无序、相干反馈无序激光器、循环光散射、激光器、模竞争、光局域化●AbstractTherandomlaserisanewlaserthathasspecialtheoremwhichpeoplehavediscoveredinrecentyears．Theformationoftherandomlaserisclose】vcorrelatedwiththeAnderson1imi

5、tation．Itisalaserthatmakes1ightamplifyingbythecoherentfeedbackwhichisprovidedbythescatteringeffectmake，andthatthereis1ightoutputinmanydirections，soithasawidelyapplyingprospect．Inthisarticle，wehavestudiedtheformofscatteringoftherecurrentlightinrandomlaserwithcoherent

6、feedback，andthecompetitionofmode，andthetwokindsoflight’slimitationinrandomlaser．Inthethirdpart，onthebaseofpredecessor7Sexperimentdataandtheory，weexpatiateonthephenomenonoftheamplifyingsDontaneouslyoflight，andthroughanalyzingtheexperimentdata，weshowthatthetransitionf

7、romtheamplifyingspontaneouslyradiatingtolaserradiatingisagradualone．AccordingtotheresultoftheexDeriment，Cao．HgottheconclusionthatthiStransitionoccurswhentheaveragelyfreepathofscatteringisdecreasedfrom142to5Z·Intheforthpart，theformofscatteringoftherecurrent1ightinran

8、domlaserwithcoherentfeedbackandthecompetitionofmodearestudied．CaoH．proposedthattherandomlaserwithcoherentfeedbackisgeneratedbyrecurrent1ig