随机激光器的几个前沿理论课题研究

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1、*摘要随机激光器是当今物理界的一个研究热门点主要研究光在增益无序介质中与介质相互作用而产生的受激辐射现象具有非常重要的理论价值和广泛的应用前景近十年来的研究重点是相干反馈随机激光器有关实验报道不断出现各种理论模型也层出不穷本文的重点是在深入了解各种实验现象的基础上提出自己的理论模型来解释这些实验现象主要内容包括介绍随机激光器的各种实验现象包括样品的制备参数测定以及在不同外界条件下出现的各种受激辐射现象重点介绍了介质构形的变化对受激辐射光的影响综述了当前随机激光器的各种理论模型阐述每个模型的基本原理

2、和各自的优缺点重点论述了具有增益项扩散方程模型与时间有关的理论和Anderson局域模型提出了准态模理论论述了其基本原理利用准态模理论考查了一维和二维随机激光器利用时域有限差分法FDTD数值模拟了一维和二维情况下准态模的时间演化过程场强的空间分布频域分布放大特性等将数值模拟结果与实验现象进行对比从而证明准态模理论的正确性利用具有增益项扩散方程模型考查了双光子泵浦随机激光器辐射光的时间演化过程和饱和效应所得结果为随机激光器应用于防伪器件上提供了理论依据关键词激光物理与技术无序介质中的光学特性随机激光

3、器光波局域准态模双光子泵浦*本课题得到国家自然科学基金项目NO.60378001和湖北省自然科学重点基金项目NO.2001ABA003资助IAbstractRandomlasers,whichdealwithlasingphenomenonduetointeractionbetweentheopticalwaveandtheamplifyingrandommedia,havebecomeahotsubjectinphysicsworld.Theinvestigationsonrandomlaser

4、spresentanimportantvaluebothintheoryandapplication.Severalexperimentsofrandomlasers,especiallycoherent-feedbackrandomlasers,havebeenreportedinthepastfewyears,thusmanytheoreticalmodelshavebeendevelopedtoexplaintheexperimentalresults.Inthispaper,wegiveo

5、urmodeltoexplaintheexperimentalresultsfollowingthepreviousexperimentalresultsandtheoreticalresults.Thepaperisorganizedasfollows.Firstwesummarizetheexperimentalresultsofrandomlasers,whichincludethepreparationofsample,measurementofparameterandthelasingu

6、nderdifferentenvironments.Theinfluenceoflasingduetothechangeofsampleconfigurationwillbeintensivelydiscussed.Inthesecondpartwegiveasummaryofthecurrentdevelopmentofthetheoreticalresultsinrandomlasers.Thediffusionmodel,time-dependenttheoryandAndersonloca

7、lizationmodelwillbeintroducedindetails.Thirdlythequasistate-modetheorywillbepresented.Afterdiscussingtheprincipleofquasistate-modetheory,weusethistheorytoinvestigatethe1-Dand2-Drandomlasers.Byincorporatingawell-establishedFDTD(finite-differencetime-do

8、main)method,wecalculateseriesresultsincludingthetemporalevolutionofquasistate-mode,spatialandspectraldistributionofamplitudeandthequasistate-modeenhancement.Ourtheoreticalresultscanexplaintheexperimentalresultsperfectly.Inthelastsectionbaseddi