二维随机介质中准态模的频谱时间演化特性

采用时域有限差分法数值求解Maxwell方程组，分析了平面随机介质中光波模式的频谱时间演化特性.随机介质的特征可以用散射颗粒的随机构形、介质参数（如颗粒的尺寸和填充率等）以及介质形态等因素来描述.这些因素决定了随机介质在准稳态下模式的频率特性与数量，但具有不同因素的随机介质中模式的产生、选择与演化，具有大致相同的特征与速度.平面随机介质的这些冷腔特性，与传统光腔中模式的产生、选择和演化的特征非常相似. 关键词： 激光物理 随机激光器 无序介质中的光学特性     

随机激光器中准态腔的阈值与其局域化程度的关系

基于光波在有限随机介质中的局域化理论，利用有限时域差分法数值求解Maxwell方程 组，研究了随机介质中的激光现象，分析了准态模的放大与其 空间局域性的关系. 通过研究二维非增益随机介质中光波的局域化，确定了准态模的空间分 布和频谱特征. 通过引入增益，研究了准态模的放大过程和阈值特性. 结果表明空间局域化 强的准态模在增益介质中被优先放大，且有较低的阈值. 关键词： 随机激光器 准态模 随机介质中的光学特性     

二维无序介质中横磁模的谱线宽度随抽运强度的变化特性

基于随机激光时域理论,数值研究了二维随机激光器中横磁模式的输出光谱线宽度,获得了谱线宽度与抽运强度的关系曲线,由此曲线可以计算横磁模式的很多特征参数.从谱线宽度的角度来看,横磁模式的输出特性结果与已有的横电模式结果相比,横磁模式具有较好的输出特性. 关键词： 随机激光器 偏振 谱线宽度 无序介质中的光学效应     

一维随机介质中准态模式的局域化程度对其阈值的影响

基于将Maxweil方程与四能级原子系统速率方程相结合而建立起的随机激光时域理论,并利用有限时域差分法,研究了一维随机激活介质中激光模式的输出强度与抽运速率之间的关系.结果表明,与传统激光模式相似,随机激光模式的强度随抽运速率的变化不仅具有阈值特性,而且具有饱和特性.用模式的空间区域来表征模式的局域化程度,发现局域化程度越强的模式,阈值越低.不过,这种关系不是一一对应的.这表明模式的局域化程度是决定阈值大小的重要因素,但不是唯一的因素.     

双光子抽运随机激光器中辐射光能量的演化

基于非相干反馈随机激光器的扩散方程理论，将扩散方程中的增益项改写为饱和形式，并利用有限差分方法，研究了双光子抽运随机激光器中辐射光能量随时间演化特性.对扩散方程的数值求解给出了系统辐射光能量由自发辐射开始，经历小信号增益状态得到放大，再到由于增益饱和形成稳态输出的整个演化过程.表明介质的无序导致了在较低能量情况下也能获得饱和增益这样的非线性效应.结果为研究获得双光子抽运随机激光器的稳态输出提供了理论依据. 关键词： 随机激光器 双光子抽运 饱和效应 无序介质中的光学效应     

一维随机激光器中准态模的饱和特性研究

针对随机激光器的半经典理论是应用电磁场时域有限差分法数值求解半经典随机激光模型方程组，基于半经典理论数值研究了一维随机激光器中准态模式的饱和特性，获得了不同准态模的空间分布和频谱分布图。计算结果分析显示：准态模式的某些特征参数如局域程度将会影响系统的饱和特性。利用这一结果，可以通过单频抽运方法选择具有低阈值、高饱和强度的准态模式作为整个激光系统的稳态输出模式。     

散射颗粒分布对二维随机激光器腔内各模式的影响

采用时域有限差分法数值求解Maxwell方程组,分析了二维随机激光器中光波模式的频谱特性.计算表明,处于不同分布区域的散射颗粒对腔内不同模式的影响有很大差异,处于该模式空间分布区域的散射颗粒比区域外的颗粒对模式有更大的影响.这个特性是随机激光器所独有,并可以用来进行随机激光器的模式选择.     

二维随机介质中偏振模式的竞争和阈值特性

基于随机激光的时域理论,建立了横磁与横电光波模式共享反转粒子数情况下的理论模型,并利用时域有限差分法(FDTD)数值求解麦克斯韦方程组和速率方程组,从而获得了二维随机介质内横磁与横电光波模式的阈值特性.结果表明,如果横磁与横电偏振模式之间没有共享反转粒子数,则横磁光波模式拥有较低的激发阈值;反之,则横电光波模式的激发阈值更低.在共享反转粒子数的情况下,改变样品的表面填充率对两种偏振模式的阈值并没有很大的影响,而增加样品面积则可以明显的降低横磁模式的阈值.     

随机激光器的理论与研究现状

综述了随机激光器的最新理论与实验进展，对光散射理论、环形腔理论、环形波导理论等各种随机激光理论的内容、应用范围及其差异等进行了重点分析和评述，并介绍了一些随机激光器的重要实验。讨论了随机激光器未来的发展，并描述了随机激光器潜在的应用前景。     

回音壁模式光纤激光器的阈值特性研究

研究了一种新型光纤激光器——消逝波激励的回音壁模式光纤激光器的阈值特性.将不同直径的石英光纤分别浸入低折射率的罗丹明6G乙醇和乙二醇混合溶液中,采用沿光纤轴向光抽运消逝波激励染料增益的方式,发现回音壁模式光纤激光辐射的阈值能量和混合溶液的折射率存在不同的依赖关系.随折射率的增加,对小直径光纤,阈值能量随之增加;对大直径光纤,阈值能量单调缓慢递减;对直径适中的光纤,阈值能量先减后增,存在一个和最小阈值能量对应的最佳折射率.用消逝波激励的回音壁模式激光理论,导出了回音壁模式光纤激光的阈值能量公式.理论计算曲线 关键词： 光纤激光器 回音壁模式 激光阈值 消逝波     

A method to control the polarization of random terahertz lasing in two-dimensional disordered ruby medium

Terahertz (THz) random lasing is studied numerically for two-dimensional disordered media made of ruby grains with a three-level atomic system. A method via the adjustment of the pumping area to control the polarization of the THz wave is proposed. Computed results reveal that transverse electric THz lasing modes could occur if pumping is supplied on the whole medium, while transverse magnetic THz lasing modes could occur if pumping is appropriately supplied on a partial area of the medium.     

Light transport and correlation length in a random laser

A random laser is a strongly disordered, laser‐active optical medium. The coherent laser feedback, which has been demonstrated experimentally to be present in these systems beyond doubt, requires the existence of spatially localized photonic quasimodes. However, the origin of these quasimodes has remained controversial. We develop an analytical theory for diffusive random lasers by coupling the transport theory of the disordered medium to the semiclassical laser rate equations, accounting for (coherent) stimulated and (incoherent) spontaneous emission. From the causality of wave propagation in an amplifying, diffusive medium we derive a novel length scale which we identify with the average mode radius of the lasing quasi‐modes. We show that truly localized modes do not exist in the system without photon number conservation. However, we find that causality in the amplifying medium implies the existence of a novel, finite intensity correlation length which we identify with the average mode volume of the lasing quasimodes. We show further that the surface of the laser‐active medium is crucial in order to stabilize a stationary lasing state. We solve the laser transport theory with appropriate surface boundary conditions to obtain the spatial distributions of the light intensity and of the occupation inversion. The dependence of the intensity correlation length on the pump rate agrees with experimental findings.     

Optimization of pumping mode for double-clad fiber lasers

A theoretical modeling of Yb-doped double-clad fiber lasers under various pumping modes including arbitrary numbers of end-pump and side-pump is introduced. Approximate analytic expressions of distributed lasers along the whole fiber are derived, and their accuracies are investigated. The effect of the pumping mode on the output performance of fiber lasers is discussed. The numerical results show that the approximate analytic solution is in excellent agreement with the exact numerical solution of the rate equations, the output power in the side-pump scheme is lower than that in end-pumping scheme, and more uniform distributions of laser and pump powers can be achieved by adopting the distributed pump mode and optimizing the arrangement of pump powers. However, further flattening the pump distribution by using more pump points can degrade the laser efficiency.     

端面抽运固体激光器的腔模匹配分析

探讨了端面抽运固体激光器的腔模匹配问题，文中的分析可为端面抽运固体激光器的设计提供参考. 关键词： 腔模匹配 端面抽运 固体激光器