赫茲波和光波隨機激光輻射特性的理論研究.pdf

1、在傳統(tǒng)激光器中，限制光子的光學諧振腔也決定了激光模式的本質特征，例如波長、方向和極化。而對于無腔的隨機激光，光由于多重散射而被局域。隨機激光理論非常復雜，涉及局域化理論和激光物理。隨機激光現(xiàn)象因其廣闊的應用前景目前得到廣泛的研究。
　　 在本論文中，我們研究了隨機激光器的幾個理論問題：
　　 (1)建立了一個物理模型來揭示在無序紅寶石顆粒中可以發(fā)生太赫茲隨機激光現(xiàn)象。我們的發(fā)現(xiàn)將隨機激光概念擴展到太赫茲頻段并且有希望成為

2、新類型的太赫茲源。
　　 (2)構造了一個具有三能級原子系統(tǒng)的紅寶石顆粒組成的二維太赫茲隨機激光模型。數(shù)值研究了TE與TM 場的第一激發(fā)閾值，比較的結果顯示TM的閾值要比TE 要低。
　　 (3)研究了在由具有三能級原子系統(tǒng)的紅寶石顆粒組成的二維無序介質中，我們數(shù)值研究了太赫茲隨機激光。一種方法，即調整泵浦區(qū)域來控制太赫茲隨機激光的極化態(tài)被提出。計算的結果顯示，當提供全局泵浦時橫電模(TE)太赫茲隨機激光能夠發(fā)生；

3、>　　 當提供適當范圍的局域泵浦時橫磁模(TM)太赫茲隨機激光能夠發(fā)生。這種方法獲得極化太赫茲波是非常有效的，并且這種無序介質易制造且廉價。
　　 (4)討論了散射介質的線性色散對隨機激光的影響。依靠耦合全參數(shù)Sellmeier 方程的麥克斯韋方程組與速率方程，數(shù)值計算了一維隨機激光腔內的頻譜性質以及閾值特征。對于可見光范圍內線性色散較大的介質，線性色散對激光模式的影響是不可忽略的。一方面，由于色散的存在，使得第一激發(fā)閾值更高

4、一些；另一方面在整個波譜內，線性色散使得隨機激光擁有更多可能的模式。而且激發(fā)線性色散較大的介質所得到的模式的強度更低。
　　 (5)提出了一個半導體即為增益介質又為散射介質的隨機激光模型。這個模型將半導體能帶簡化為具有雙電子的四能級系統(tǒng)，并且這些能級上雙電子都存在著相互作用。
　　 計算的結果表明，對于不考慮泡利不相容原理時的兩種原子系統(tǒng)(四能級雙電子原子系統(tǒng)和四能級單電子原子系統(tǒng))，它們的第一激發(fā)模式是相同的，然而對于