随机激光辐射特性数值模拟与钕玻璃粉末实验研究

摘要

光学谐振腔是传统激光器必不可少的部分,它决定了输出光的模式和方向,并且散射不利于激光的形成而应尽量避免。随机激光器有别于传统的激光器,在随机激光器中光由于多重散射而被局域,多重散射是随机激光必不可少的条件,它决定了辐射光的激光特性,包括模式、阈值、方向等。随机激光因其独特的物理机制和广阔的应用前景,而得到了广泛的研究。在本论文中,对随机激光的几个理论问题和相关实验进行了分析研究,主要包括以下内容:
　　(1)数值模拟了双脉冲泵浦一维随机增益介质并得到以下结论:对于同一个随机样品,高重复频率的泵浦激励下,激光的抽运过程有累加的效应;泵浦光强和脉冲时间间隔对辐射光的影响很大。
　　(2)建立一个新物理模型揭示了随机激光中的交叉弛豫现象,我们发现通过交叉弛豫可以由532nm光来产生381nm的光,并分析了泵浦光光强和能量转化几率对辐射光的影响。设计实验方案,为以后的相关实验做准备。
　　(3)设计和搭建实验光路,利用相干背散射法测出了我们实验样品的光子传输平均自由程。由于从样品出来的光强太弱,所以设计了光电探测电路;并分析了实验中没有达到理想结果的原因,并提出了一些解决方法。
　　(4)制备钕玻璃粉末样品,针对制备样品过程中遇到的问题给出了解决办法和改进措施。学习DG535应用,设计实验方案用于探测飞秒激光作用下钕玻璃样品的辐射光。

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1 绪论

1.1 随机激光定义

1.2 随机激光的辐射性能

1.3 随机激光的经典实验研究

1.4 随机激光的相关理论

1.5 本论文的主要内容

2 双脉冲的泵浦随机增益介质的数值模拟研究

2.1 物理模型

2.2 模拟结果与分析

2.3 本章小结

3 随机激光中的交叉弛豫现象

3.1 背景介绍

3.2 理论模型

3.3 实验方案设计

3.4 本章小结

4 钕玻璃样品传输平均自由程的测量

4.1 背景介绍

4.2 样品制备

4.3 本章小结

5 飞秒激光激励钕玻璃

5.1 样品制备

5.2 实验装置

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献