论文摘要
无序介质激光器是人们近年发现的有着特殊机理的一种新型激光器。无序介质激光器发展至今,对其形成机理有两种观点:一是相干反馈理论观点;另一是非相干反馈理论观点。无序介质激光器理论研究方法有多种,它的发光特性不同寻常,它的应用前景非常广泛。本论文基于国家自然科学基金资助课题“无序介质激光机理的相关研究”、“弱光下的非线性效应”及“单光子激光的新机理研究”的工作基础上,对ZnO粉末无序介质激光与散射体密度的关系进行了研究。本论文以ZnO粉末无序介质里的一个重要参数“散射体密度”为中心,在已有的理论和实验基础之上分别研究了:ZnO粉末无序介质激光激射对散射体密度的要求、不同模式的激光辐射与散射体密度的关系、以及同材质颗粒不同填充密度的无序介质中光场的空间分布。其主要内容包括:1、无序介质激光的研究历史,以及同常规激光器的比较。2、无序介质激光的研究现状,包括无序介质激光的理论研究进展、已得到的光学特性以及应用展望。3、基于相干反馈无序激光理论,以ZnO粉末激光为例,研究了无序介质激光激射与散射体密度的关系:发现只有散射体密度达到一定的临界值时,激光才能出射,且密度越大系统激射激光越容易;并在此基础上进一步研究了不同频率的激光辐射与散射体密度的关系,发现增益中心处的激光模式能最先激发出来,若使偏离增益中心的模式达到激射要求,则需求的散射体密度就越大。4、同材质颗粒不同填充密度的无序介质中光场的空间分布。研究结果表明:当散射体颗粒的散射平均自由程与波长相当时,随机介质中的光场分布呈现局域化的特征,而且随着颗粒填充密度增大,光场的局域化程度增强。因此,在同样的抽运激励下,颗粒填充密度越大的随机增益介质越容易产生激光辐射。