【摘 要】
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自从Letokhov从理论上提出形成随机激光的必要条件即无序系统中的增益大于损耗以来,学者们在随机激光领域做了大量研究。随机激光具有低成本,易制造,低空间相干性和小尺寸的
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自从Letokhov从理论上提出形成随机激光的必要条件即无序系统中的增益大于损耗以来,学者们在随机激光领域做了大量研究。随机激光具有低成本,易制造,低空间相干性和小尺寸的特性,因而受到学术界的广泛关注,其中随机激光在掺杂激光染料的随机系统中被广泛研究。本论文中我们引进了新型有机/无机杂化激光染料N,N’-二-(3-异丁基多面体齐聚硅氧烷)丙基二亚胺(DPP),并研究了它的随机激光特性。有机/无机杂化激光染料是一种包括散射介质和增益介质在内的有源散射介质,DPP是由增益介质二酰亚胺(PDI)和散射介质多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)构成的,无机POSS纳米颗粒加入有机单体结构有助于提高激光染料的随机激光稳定性。我们证明了有机/无机杂化激光染料掺杂的随机激光体系中的非相干随机激光向相干随机激光的转变。同时,我们发现与传统的激光染料相比有机/无机杂化染料DPP具有较长的激光寿命,这归因于无机POSS基团抑制了激光染料的光漂白效应。在激光染料中,因为商业长波长激光染料(≥650 nm)对基础泵浦激光(532nm)的低吸收率使其应用遭到了极大限制。本论文中针对这一限制,我们利用静电纺丝技术制备PM597/NB掺杂的聚合物纤维搭建F?rster共振能量转移(FRET)系统,研究能量转移中的随机激光现象。F?rster共振能量转移系统通过供/受体染料对,加强了长波长激光染料对基础泵浦波长(532nm)的低吸收率,成功实现了F?rster共振能量转移随机激光。同时通过将无序系统与其他系统类比,我们观察到了随机激光中的自旋玻璃现象,尤其是对称破缺现象。本文中我们报道了一个具有复杂能级的F?rster共振能量转移辅助的静电纺丝随机激光中的玻璃态行为,在不同能量泵浦下,在随机激光中观察到了清晰的顺磁相和自旋玻璃相之间的跃迁,即对称破缺。以能量转移为基础的随机激光中的副本对称破缺现象的发现丰富了随机激光研究领域中的物理理论,并提供了一种新的统计分析方法,为具有复杂能级的激光的再加工提供了一种新的统计分析方法。量子级联激光器就是复杂能级激光器中的代表。
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