光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中無序包層微腔隨機(jī)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(dǎo)中，它在光波導(dǎo)中具有兩面性，一方面會(huì)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(dǎo)中利用散射提供反饋形成隨機(jī)激光。隨機(jī)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(shí)現(xiàn)激光激射。與傳統(tǒng)激光器相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要高精度的諧振腔、控制自由度高等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療、生物和成像等領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文基于圓柱形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)提出了一種新型微腔隨

2、機(jī)激光器，并對(duì)獲得的隨機(jī)激光進(jìn)行調(diào)控。提出的隨機(jī)激光器是在一種圓柱形的準(zhǔn)光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，即通過在石英毛細(xì)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(shè)計(jì)有利于降低隨機(jī)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(jī)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(fù)利用。具體內(nèi)容如下所述：
　　首先是針對(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的電場(chǎng)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(yīng)；在此基礎(chǔ)上，引入增益介質(zhì)（增益介質(zhì)系數(shù)不為零），進(jìn)一步探究結(jié)構(gòu)的輸出模式。
　　然后，我們?cè)谠鲆娼橘|(zhì)結(jié)構(gòu)中引入了單個(gè)銀納米點(diǎn)，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)于隨機(jī)激光的調(diào)控。發(fā)現(xiàn)銀納米點(diǎn)對(duì)于系統(tǒng)光子局域化造成的干擾會(huì)導(dǎo)致激光模式的消失或者其它模式的出現(xiàn)，輸出模式、強(qiáng)