隨機激光輻射特性理論研究.pdf

1、在傳統(tǒng)激光器中，散射被視為有害因此要盡量避免的因素。但在隨機激光系統(tǒng)中，多重散射使隨機受激輻射成為可能。隨機激光理論研究在隨機增益介質(zhì)中，光波的傳播規(guī)律。隨機激光理論非常復雜，涉及局域化理論和激光物理。隨機激光現(xiàn)象因其廣闊的應用前景目前得到廣泛的研究。 在本論文中，我們研究了以下幾個理論問題： (1) 研究了隨機激光器模式的偏振依賴特性。在傳統(tǒng)激光器中，模式的頻率不依賴于偏振狀態(tài)。在隨機激光器中，是否有同樣結論？我們通過

2、對同樣散射顆粒分布的無序介質(zhì)，在不同偏振下進行對比計算，結果表明，隨機激光器的模式的品質(zhì)因數(shù)和模式頻率、模式空間分布均依賴于偏振狀態(tài)。 (2) 研究了一維和二維各向異性隨機激光器的輻射特性。以前的隨機激光器都是相對于空間位置無序和各向同性材料的，我們提出了空間位置有序、光軸無序各向異性材料隨機激光器的新概念。對各向異性隨機激光器，在散射顆?？臻g有序情況下，光軸無序可以使介質(zhì)出現(xiàn)擴散態(tài)或局域態(tài)。光軸無序度增大時，出現(xiàn)擴散態(tài)向局域態(tài)

3、的轉變。這樣就給出了隨機激射的新機制。 (3) 研究了一維隨機激光器的準態(tài)模空間分布的時間演化特性及準態(tài)模頻率特性。局域態(tài)形成的時間同泵浦強度有關。泵浦強度強，局域態(tài)形成的時間越短。因此，在實驗中要調(diào)整好泵浦光脈沖的脈寬與能量的關系，脈寬越窄，單脈沖能量越大，可以保證局域態(tài)在一個脈沖時間內(nèi)建立。研究了不同位置介質(zhì)層對準態(tài)模模式的影響。局域化中心位置的介質(zhì)層尺寸改變時，模式輸出頻率隨之相應變化。局域化中心位置以外的介質(zhì)層尺寸改變對

4、模式輸出頻率沒有影響。 (4) 研究了二維隨機激光器中準態(tài)模的閾值與飽和特性。通過改變泵浦強度，在無序增益介質(zhì)中清楚地顯示了激射的閾值和飽和現(xiàn)象。這表明在二維無序增益介質(zhì)中，的確產(chǎn)生了相干反饋。計算結果還表明，局域化程度越好的模式，其閾值越小，同時局域化程度是決定閾值大小的重要因素。壽命越長的模式，其閾值越小。 (5) 研究了不同形態(tài)對二維被動隨機介質(zhì)功率譜的影響。二維隨機激光器的輻射光譜依賴于外部形態(tài)，不同形態(tài)、相同隨