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相似文献
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1.
二维随机介质中准态模的频谱时间演化特性   总被引:8,自引:0,他引:8  
刘劲松  刘海  王春 《物理学报》2005,54(7):3116-3122
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  相似文献   

2.
二维随机激光器的模式选择及阈值与饱和特性   总被引:4,自引:0,他引:4  
刘劲松  刘海  王春  吕健滔  樊婷  王晓东 《物理学报》2006,55(8):4123-4131
基于将Maxwell方程与四能级原子系统速率方程相结合而建立起随机激光时域理论,并利用有限时域差分法,研究了二维随机介质中激光模式的输出特性与介质尺寸、外形及抽运速率等参数的关系.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.基于模式特性对介质及抽运参数的依赖关系,提出了二维随机激光器的选模方式,在很大程度上不同于传统激光器的选模方式. 关键词:随机激光器模式选择无序介质中的光学特性  相似文献   

3.
王可嘉  刘劲松  吕健滔 《物理学报》2007,56(7):3906-3910
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  相似文献   

4.
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.  相似文献   

5.
用有限时域差分FDTD法研究了光在二维无序介质中的动态传播过程.数值模拟了某一高斯脉冲光束入射到无序介质中光场的空间分布随时间的演化,结果表明:在光束入射的初期,能量从光源区向外传播并出现了清晰的波前传播的特点;经过一定的时间后,有部分能量从光源区向外扩散,而大部分能量逐渐聚集在介质中的一些小区域内,这与整体散射模型关于无序介质中光子局域化的研究相吻合,而且更清晰地呈现了形成光子局域化过程中的物理现象及整体散射干涉效应的重要机理作用.  相似文献   

6.
光在二维无序介质中的动态传播过程   总被引:1,自引:0,他引:1  
用有限时域差分 FDTD 法研究了光在二维无序介质中的动态传播过程.数值模拟了某一高斯脉冲光束入射到无序介质中光场的空间分布随时间的演化,结果表明:在光束入射的初期,能量从光源区向外传播并出现了清晰的波前传播的特点;经过一定的时间后,有部分能量从光源区向外扩散,而大部分能量逐渐聚集在介质中的一些小区域内,这与整体散射模型关于无序介质中光子局域化的研究相吻合,而且更清晰地呈现了形成光子局域化过程中的物理现象及整体散射干涉效应的重要机理作用.  相似文献   

7.
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。  相似文献   

8.
谢应茂  刘正东 《光子学报》2009,38(3):551-555
基于具有局域-非周期-类结构的活性无序介质中的复杂局域模与合适泵浦光的相互作用模型,研究活性无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响,定性解释了泵浦功率对局域模发射的影响.结果表明,局域-非周期-类结构的无序介质的透射谱只与介质的结构有关,而与介质的损耗和增益无关,不同的激发模具有不同的泵浦功率阈值.  相似文献   

9.
推导了随机介质背散射Mueller矩阵的直接计算公式,并运用矢量Monte Carlo方法进行了数值模拟.结果表明随机介质背散射二维Mueller矩阵方位关系随散射系数的减小而增强,而与微粒大小关系不大;Mueller矩阵元素绝对值的空间分布随径向呈近似指数规律衰减,矩阵元素的方位变化具有周期性.对称系统的二维Mueller矩阵的花样图中仅有7幅独立,其余9幅可通过对称、旋转变换得到.  相似文献   

10.
随机激光器中准态腔的阈值与其局域化程度的关系   总被引:7,自引:0,他引:7  
刘劲松  王宏 《物理学报》2004,53(12):4224-4228
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  相似文献   

11.
    
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.  相似文献   

12.
绝缘颗粒液体主体基质复合介质的非线性光学性质   总被引:2,自引:1,他引:2  
高雷  洪刚 《物理学报》2003,52(3):575-580
利用Maxwell-Garnett近似,并结合谱表示方法,理论研究了具有一般非线性的绝缘颗粒,无规则浸入液体主体基质复合体系的非线性光学性质-在弱非线性条件下,数值研究了体系的有效线性介电函数和光学非线性随体积分数的变化,并发现体系的线性介电函数比光学非线性更依赖于绝缘颗粒组分的体积分数-在一般非线性条件下,研究体系的有效介电函数随入射光强度的依赖关系,还研究了s方向和p方向极化的总反射率的行为-关键词:复合介质谱表示非线性光学性质  相似文献   

13.
An argon filled hollow fiber with metal coating on the inner glass surface has been used for nonlinear ellipse rotation of femtosecond optical pulses at 800 nm. Pulse contrast can be achieved using this waveguide with higher transmission compared with a fused silica waveguide.  相似文献   

14.
    
Hybridly polarized (HP) vector vortex Raman lasers dramatically extend their applications on optical microscopy, optical communication, and quantum information. Spatial light modulators and waveplates are widely used for generating HP vector vortex lasers, however, the performance and beam quality of HP vector vortex lasers are restricted by diffraction loss and low damage threshold of these optical elements. Here, HP vector vortex Raman microchip lasers constructed with Yb3+:Y3Al5O12 (Yb:YAG) and vanadate (YVO4) crystals is demonstrated. The states of polarization (SoP) of HP vector vortex lasers are combination of radial and anti-radial polarizations (RP-ARP), azimuthal and anti-azimuthal polarizations (AP-AAP). The SoP of HP vector vortex lasers can be controlled by adjusting the length of YVO4 crystal and applying pump power. Maximum output powers are 456 and 586 mW with optical efficiency of 7.1% and 9.2% for HP vector vortex lasers with SoP of RP-ARP and AP-AAP. The HP vector vortex Raman lasers with SoP of RP-ARP and AP-AAP oscillate ≈1076 nm with bandwidths of 11.4 and 10.8 nm. High beam quality is achieved for HP vector vortex lasers with measured M2 nearly equal to theoretical value. The broadband HP vector vortex Raman lasers with high beam quality extend applications on optical trapping, and quantum information processing.  相似文献   

15.
刘勇  刘劲松  王可嘉 《中国物理 B》2011,20(9):94205-094205
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.  相似文献   

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