1 广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
2 广东省信息光子技术重点实验室，广东 广州 510006
3 中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
采用能增强瑞利散射效率的光纤随机光栅作为掺铥光纤随机激光器的随机分布反馈介质，光纤环镜下激光器形成半开腔结构，在793 nm半导体激光器泵浦下，实现了波长为1951 nm的单波长随机激光输出。激光器的泵浦阈值功率为2.1 W，比已报道的相同泵浦波长的掺铥光纤随机激光器的阈值低40%。在泵浦功率为6 W时，获得的激光输出功率为142.9 mW，边模抑制比为43 dB，输出激光在1 h内的波长偏移量小于0.1 nm，功率波动小于3.7 mW，具有良好的稳定性。
激光器 随机激光器 瑞利散射 掺铥光纤激光器 光纤随机光栅 光纤环镜
1 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院，安徽 合肥 230601
2 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院，安徽 合肥 230601；西南科技大学 环境友好能源材料国家重点实验室，四川 绵阳 621000
随机激光器由于其独特的结构和低相干性，在无散斑成像、传感、光治疗等领域中得到广泛应用。随机激光器的反馈机制是无序介质引入的光散射，高阈值和无方向性是其主要缺点。为解决这些问题，研究者们利用光纤的一维束缚获得低阈值并有一定方向性的光纤随机激光。近十年来，随机激光的发展经历了从非相干反馈到相干反馈、从完全无序到输出参数可控的过程。大量研究尝试用量子理论、混沌激光理论和数值分析等方法来解释随机激光的物理本质。回顾了随机激光和光纤随机激光的起源和发展历史，介绍了随机激光的分类和相关原理，总结了调控随机激光输出参数的方法并展示了随机激光的新近典型应用，分析了光纤随机激光的反馈类型和增益机制，并在最后展望了随机激光未来的发展趋势。
随机激光 光纤随机激光 多重散射 无序结构 局域化 random lasers random fiber lasers multiple scattering disorder structure localization 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201052
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
氟氧化物微晶玻璃兼具了氟化物玻璃稀土掺杂浓度高、声子能量低和氧化物玻璃化学性质稳定、机械强度高、易于制备的特点,是一种性能非常优异的稀土离子掺杂基质,在高效率、新波段激光器领域具有良好的应用前景。目前对稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的研究主要集中在发光机理和发光性能上,而利用其实现激光输出的研究工作尚处于起步阶段。本文归纳了使用稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃材料实现了激光输出的研究工作,主要从氟氧化物微晶玻璃光纤激光器、随机激光器和回音壁激光器三个方面进行综述,对稀土离子掺杂氟氧化物微晶玻璃用作固体激光增益介质的优、劣势进行深入的分析和讨论,总结了这种材料用于制备固体激光器的技术要点,并展望了未来的发展方向。
材料 氟氧化物 微晶玻璃 固体激光器 光纤激光器 回音壁模式激光器 随机激光器 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071608
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春130012
本文利用共轭聚合物(MEH-PPV)覆盖TiO2纳米粒子薄膜制作随机激光器。随机TiO2纳米粒子薄膜的激光辐射阈值比平面MEH-PPV薄膜的放大自发辐射阈值缩小了9倍。这是由于TiO2纳米粒子诱导的多重散射造成的。进一步的飞秒荧光上转换实验表明，随机激光器中，光在增益介质里的停留时间有所增加，这直接证实了光在随机激光器结构中的多重散射引起光的传播路径增加。因此，这会促进更多的光发生辐射，从而降低随机激光器的阈值。
随机激光器 TiO2纳米粒子 共轭聚合物 飞秒荧光上转换 random lasers TiO2 nanoparticle conjugated polymer femtosecond fluorescence up-conversion
燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
通过将金属金嵌入到上下两层波导结构中, 与ZnO随机粒子相结合, 设计出一种新型结构的随机激光器。采用时域有限差分法(FDTD), 数值模拟了该随机激光器系统的光场分布和模式频谱图, 并针对金粒子和金薄膜两种情况进行对比分析。结果显示, 采用金粒子作夹层时, 出射激光模式数量减少, 单色性较好; 采用金薄膜作夹层时, 出射激光光强较大。
ZnO随机粒子 随机激光器 时域有限差分法 模式频谱 ZnO random particles random lasers finite difference time domain pattern spectrum
燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛066004
提出在随机分布的散射微粒中嵌入环形波导结构以改善随机激光器的随机发射特性。利用时域有限差分法(FDTD), 数值模拟了内嵌环形波导的随机散射系统及其对比结构中光场的分布, 得到了各结构的模式频谱。结果显示, 本结构只在中心处有激光出射, 表明环形波导的存在可以影响随机系统的激光发射, 减少激光的模式输出, 并在一定程度上增强了出射激光的强度。
随机激光器 时域有限差分法 环形波导 激光发射模式 random lasers finite difference time domain toroidal waveguide lasing modes
1 中国矿业大学信息与电气工程学院, 江苏 徐州 221008
2 武汉光电国家实验室, 华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
本文用数值方法在有限尺寸的随机介质中求解麦克斯韦方程组，对一维随机激光器的频率微分特性进行了研究。结果表明每个随机散射颗粒都对介质内光波模式的频率形成有不同的贡献，散射颗粒尺寸和位置的微小变化会使介质内光波频率发生变化。处于局域化中心位置的介质膜，它们厚度的变化对输出频率的影响较大，局域化区域以外位置处的薄膜，它们的厚度的变化对频率的影响则非常微小。
激光光学 随机激光器 光波局域化 laser optics random lasers localization of light wave
华中科技大学激光技术国重点实验室, 湖北 武汉 430074
利用随机激光器的准态模理论分析了-维四能级系统随机介质中光波局域态的动态演化过程.结果表明,抽运数率越高,局域态形成的时间越短.
激光物理 随机激光器 光波局域态 光学谐振腔
