激光散斑与随机激光器件制作

《激光散斑与随机激光器件制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第9期大学物理Vol．31No．92012年9月COLLEGEPHYSICSSep．2012激光散斑与随机激光器件制作1211翟天瑞，刘大禾，张新平，王丽(1．北京工业大学应用数理学院，北京100124;2．北京师范大学物理系，北京100875)摘要:提出了一种基于大学物理实验教学中激光散斑的随机激光器件的制作，分析了随机激光的分类标准和产生机理，系统考察了不同泵浦条件下该激光器件的输出特性．该实验方案为大学物理实验提供了与科技前沿接轨的素材．关键词:激光散斑;全息;随机激光;平均自由程中图分类号:O438．1文献标识码:A文章编号:1000-0712(2012)09-0036-

2、03大学实验教学中的激光散斑在信息处理、工业测件对随机激光器输出特性的影响，观察极弱散射随机［1］量和生命科学等领域有着广泛的应用，而随机激光激光器件在不同泵浦条件下可以分别实现相干反馈输［2］是近年来科学前沿中活跃的研究领域．将激光散斑出和非相干反馈输出，可使学生更好地了解随机激光和随机激光的研究结合起来，可以引导学生了解科研器的内部机制．思路，拓宽专业知识面，激发对科研的兴趣，加深对理2基于激光散斑的随机激光器件论知识的理解．2．1随机激光器件的制作及分析1随机激光图1(a)为样品制作光路．激光束L打在毛玻璃D随机激光是激光领域近年来的最新研究进展．与上，在毛玻璃后产生客观散斑，再用

3、全息干板H将客观传统激光器件不同，随机激光不需要特定的谐振腔，只散斑分布记录下来．图1(b)为记录下的散斑结构的显需用无序结构中的随机散射来提供反馈就能得到激光微镜照片．可以看出，散斑颗粒的平均尺寸约为1μm．发射(如图1(d)所示)．这个概念首先由前苏联科学家此处使用的全息干板为相位型记录介质———重铬酸盐［3］Ambartsumyan和Basov在1966年提出，并于1992年明胶(DCG)，厚度为36μm，旋涂在玻璃板上(厚度为2［4］被美国科学家Lawandy在实验上证明，由此开启了mm，尺寸为5cm×6cm)．由此可以估算出散斑颗粒的93激光研究新的一页．人们把这种由无序结构构

4、成的激密度约为10/cm．将曝光后的全息干板用20℃的纯净光器称为随机激光器．随机激光器蕴含着丰富的物理水浸泡2h，进行显影．再将显影后的全息干板浸泡于现象和深刻的物理含义，迄今为止尚未有完善的理论异丙醇脱水，脱水过程分为3步，依次为:1)浓度为模型．研究初期，人们认为随机激光器和传统腔式激光50%的异丙醇脱水30min;2)浓度为75%的异丙醇脱器的出光机理类似，是由无序结构的强散射形成的光水30min;3)浓度为100%的异丙醇脱水30min．此处子局域造成的．随着实验研究的深入，人们意外地发现所用异丙醇中均含有增益介质若丹明6G(R6G)，浓－3弱散射无序系统在远离Anderson

5、局域的情况下也能产度为7×10mol/L．脱水后，将全息干板置于100℃生随机激光，各种弱散射介质(如人体组织、聚合物薄的烘箱中烘干1h．制得最终的随机激光器件样品，如膜等)构成的随机激光器被实验实现．因此，随机激光图1(c)所示．［6］的产生机理迄今仍是一个尚待解决的问题．了解随机在随机激光理论中，无序结构的散射平均自**激光器可以拓展学生的视野，使他们接触到前沿课题．由程l占有重要的地位．一般认为，l/λ＜1时(λ*而随机激光器的基本实验并不复杂，可以在大学物理为随机激光发射波长)，属于强散射系统;l/λ＞＞1的实验课中开设．时，属于弱散射系统．对图1(c)中所示随机激光器本文介绍了

6、一种用全息技术记录空间散斑，进而件的散射平均自由程进行测量:测未记录散斑结构［5］．通过系统考察不同泵浦条的全息干板的透射光强，记为I，测记录有散斑结构制作随机激光器的方法1收稿日期:2012－01－13;修回日期:2012－05－18基金项目:国家自然科学基金面上项目(11074024;11104007)和北京市教委科技计划面上项目(KM201210005034)资助作者简介:翟天瑞(1983—)，男，河南西平县人，北京工业大学应用数理学院讲师，理学博士，主要从事微结构激光器的研究工作．第9期翟天瑞，等:激光散斑与随机激光器件制作37的全息干板的透射光强，记为I2．根据Lamberg-

7、Beer500mJ，光斑直径13mm)YAG脉冲激光器．两台激定律，由比值I2/I1可得到消光系数．忽略吸收，则散光器的波长均为532nm，重复频率为10Hz．样品放射系数近似等于消光系数，即得到散射平均自由程置在转台上，可以改变泵浦光入射样品的角度．光谱为M=1/β=T/ln(I1/I2)．其中T为记录介质厚度．采集设备为光谱仪(Maya2000pro，OceanOptics)．测量结果显示，图1(b)中所示散斑结构的平均自由图2