光波導結(jié)構(gòu)中無序包層微腔隨機激光特性研究.pdf

1、光散射是自然界中一種常見的物理現(xiàn)象，尤其是在光波導中，它在光波導中具有兩面性，一方面會引起額外損耗，另一方面，也可以發(fā)揮有益的作用，如在具有增益的波導中利用散射提供反饋形成隨機激光。隨機激光是一種新型的激光，它是依靠光的散射提供反饋并形成反饋回路，實現(xiàn)激光激射。與傳統(tǒng)激光器相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單、不需要高精度的諧振腔、控制自由度高等優(yōu)點，在醫(yī)療、生物和成像等領域中具有潛在的應用價值。
　　本論文基于圓柱形波導結(jié)構(gòu)提出了一種新型微腔隨

2、機激光器，并對獲得的隨機激光進行調(diào)控。提出的隨機激光器是在一種圓柱形的準光纖波導結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)，即通過在石英毛細管的內(nèi)層中涂覆無序納米顆粒層，并使用激光染料作為增益介質(zhì)填充于纖芯。這種設計有利于降低隨機激光閾值、輸出具有可調(diào)諧性，且結(jié)構(gòu)中散射層與激光染料分離，與傳統(tǒng)的隨機激光無法分離散射介質(zhì)以及激光染料相比，更加穩(wěn)定且可重復利用。具體內(nèi)容如下所述：
　　首先是針對光纖結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真：利用冷腔分析（增益介質(zhì)的增益系數(shù)為零），在結(jié)構(gòu)中引入

3、電偶極子作為光源并改變散射顆粒數(shù)目，得到散射顆粒對輸出光譜等特性的影響規(guī)律；從冷腔光譜中觀察到了部分模式最終形成激光激射，對應的電場分布圖在不同區(qū)域呈現(xiàn)明亮的散斑，即產(chǎn)生了光子局域化效應；在此基礎上，引入增益介質(zhì)（增益介質(zhì)系數(shù)不為零），進一步探究結(jié)構(gòu)的輸出模式。
　　然后，我們在增益介質(zhì)結(jié)構(gòu)中引入了單個銀納米點，旨在實現(xiàn)對于隨機激光的調(diào)控。發(fā)現(xiàn)銀納米點對于系統(tǒng)光子局域化造成的干擾會導致激光模式的消失或者其它模式的出現(xiàn)，輸出模式、強