Anomalous Lasing Behavior in a Nonlinear Plasmonic Random Laser
本文报道了Au纳米岛修饰ZnO纳米棒的等离子体随机激光器中由模式强耦合吸收与Au非线性光学效应共同导致的双阈值激射现象，并用统计方法验证了该行为。
2024-08-07 physics.optics
Adaptive pumping for spectral control of random lasers
激光器并不一定是一种复杂的装置：将能量注入随机填充有散射体的放大介质，例如粉末，就可以制造出完美的“随机激光器”。“在这样的激光器中，没有反射镜大大简化了激光器的设计，但失去了对发射方向性或频率可调谐性的控制，严重阻碍了这种简单激光器的前景。最近，我们提出了一种新的方法来利用随机激光器，灵感来自最近用于复杂介质中的相干光控制的空间整形方法。在这里，我们实验性地在光流体随机激光器中实现这种方法，其中散射较弱，模式在空间上延伸并且强烈重叠，使得个体选择先验是不可能的。我们表明，即使在这种极端的情况下，通过积极地塑造光泵的空间分布，确实可以重新获得对激光发射的控制。这种从未被利用的独特自由度允许选择任何期望的波长和激光模式的成形，而无需事先知道它们的空间分布。实现了模式选择，光谱选择性低至0.06nm，旁瓣抑制大于10dB。这种实验方法为实现完全可调谐和可控制的随机激光器铺平了道路，并可以转移到其他类型的激光器。
2013-12-11 physics.optics
Random-laser dynamics with temporally modulated pump
本文研究了抽运光强的时间调制对随机激光的影响。纳秒泵浦脉冲表现出快速的强度波动，其在脉冲之间不同。泵浦脉冲的特定时间分布从随机激光器产生非常强的发射。该过程是确定性的，并且对散射体的空间配置和自发发射噪声不敏感。
2019-01-09 physics.optics
Spatial coherence of random laser emission
实验研究了含纳米粒子染料溶液中随机激光辐射的空间相干性。在双缝实验中测得的空间相干性随散射体的密度和激发体积的大小和形状而显著变化。提供了一个定性的解释，说明了从传统的激光器的空间相干性的显着差异。这项工作表明，随机激光器可以被控制，以提供强烈的，空间不相干的应用程序中，空间串扰或散斑限制性能的发射。
2011-07-27 physics.optics
Random Fiber Laser
本文研究了非相干反馈（扩散）机制下二维约束对经典随机激光系统激射特性的影响。在光子晶体光纤（PCF）的空芯中插入250 nm金红石（TiO 2）颗粒在罗丹明6G溶液中的悬浮液，产生第一个随机光纤激光器和新颖的准一维RL几何形状。与散装格式的类似系统的比较表明，随机光纤激光器的效率至少高出两个数量级。
2007-06-29 physics.optics
Transition from non-resonant to resonant random lasers by the geometrical confinement of disorder
本文报道了随机激光中由发射材料的几何约束引起的一种新的跃迁。具有受控几何形状的不同染料掺杂纸器件通过软光刻制造，并且在受激发射中显示出两种不同的行为：在没有边界约束的情况下，对于较大的激光体积，能量阈值降低，显示出扩散{ \it非共振}随机激光的典型趋势，而当相同的材料被光刻成通道时，壁用作腔，并且观察到标准激光器典型的{ \it谐振}行为。实验结果与随机激光和标准激光的一般理论相一致，并给出了清晰的相变相图。
2014-07-28 physics.optics
A Machine Learning Framework for Quantum Cascade Laser Design
提出一种多层感知机框架，仅凭层厚和电场预测超9亿个QCL设计的激光跃迁品质因数，误差可接受，并将设计品质因数提升1.5倍、计算时间大幅缩短。
2024-06-11 physics.optics
2D tunable all-solid-state random laser in the visible
本文提出一种基于染料掺杂聚合物薄膜中气孔无序结构的可见光二维固态随机激光器，通过调控散射体密度和泵浦面积实现波长红移与空间相干性控制，为片上可调谐光源和非厄米光子学研究提供新平台。
2023-05-27 physics.optics
Tunable degree of localization in random lasers with controlled interaction
我们表明，随机激光器（RL）的模式的本地化程度的影响，通过塑造泵浦激光的光斑控制的模式间的相互作用。通过对激光辐射的空间特性的实验研究，我们推断出在低相互作用区，强局域模被激活，而在强相互作用区，扩展模被激发。因此，我们证明，度o本地化可以微调在微米级。
2012-07-17 physics.optics
Nonstationary Regime of Random Lasers
数值研究了一维和二维随机激光器随阈值以上抽运率的变化。依赖于腔模式的泄漏，我们观察到，固定激光制度变得不稳定的第二个阈值以上。相干不稳定性被观察到的总输出强度，粒子数反转和偏振的自脉动。
2010-11-25 physics.optics
Time-delay signature suppression in a chaotic semiconductor laser by fiber random grating induced distributed feedback
我们证明了在光纤随机光栅分布反馈的扰动下，半导体激光器可以发出无时延的混沌光。为了研究激光二极管在随机分布反馈作用下的混沌动力学行为，建立了基于Lang-Kobayashi模型的理论模型。预测了随机分布反馈在抑制时延特征方面优于单反射反馈。在实验中，光纤随机光栅产生的大量随机时延反馈将大量的外腔模引入半导体激光器，导致混沌动力学的高维数，从而掩盖了时延特征。所获得的具有最大抑制的时间延迟特征为0.0088，这是迄今为止最小的。
2017-03-21 physics.optics
Haus/Gross-Pitaevskii equation for random lasers
我们报告的随机laserlinewidth与泵浦功率的趋势的实验测试所预测的Haus主方程是正式相同的一维格罗斯- Pitaevskii方程的谐波势。实验是通过使用皮秒泵浦分散的二氧化钛颗粒在染料掺杂的甲醇。主方程的推导也被详细说明，并示出与实验分析预测的阈值线宽的值是一致的。
2010-05-12 physics.optics
Suppression of Interactions in Multimode Random Lasers in the Anderson Localized Regime
理解随机激光是一个巨大的理论挑战。与传统激光器不同，随机激光器没有谐振腔来捕获光，它们是高度多模的，具有潜在的强模式相互作用，并且它们基于无序增益介质，其中光子经历随机多次散射。众所周知，干涉效应会改变波在这种随机介质中的传播，但人们对它们在非线性和相互作用下的命运知之甚少。在这里，我们提出了一个半经典理论的多模随机激光在强散射制度。我们表明，安德森局域化，波干涉效应，是不受非线性的存在。相反，它的存在抑制同时激射模式之间的相互作用。使用最近构建的理论，复杂的多模激光器，我们分析如何证明安德森局域化的非相互作用，单极近似。因此，强散射随机激光器中的激光模式由无源腔的长寿命安德森局部模式给出，其频率和波剖面不随泵浦而变化，即使在模式空间重叠的多模状态下也是如此。
2012-10-24 physics.optics
Replica symmetry breaking in specially designed TiO$_{2}$ nanoparticles-based dye-colloidal random laser
通过使用专门设计的纳米粒子散射体，防止光降解的染料，我们提出了清晰的示范副本对称性破缺和光子顺磁自旋玻璃相变在随机激光器中的非相干反馈制度的基础上的乙醇溶液的罗丹明6 G和无定形二氧化钛纳米粒子。
2015-12-19 physics.optics
Towards a sensing model using random laser combined with diffuse reflectance spectroscopy
本研究针对随机激光定量光学传感稀缺的问题，提出随机激光结合漫反射光谱的浑浊介质通用定量传感模型，验证了峰值波长偏移为理想传感参数，且标度参数可简化为一个，为多类浑浊介质光学特性直接传感提供了可行方案。
2024-03-28 physics.optics
Active subnanometer spectral control of a random laser
我们展示了一种实验技术，允许实现一个强大的控制上的发射光谱的一个微型随机激光器，并选择个别模式与亚纳米分辨率。所提出的方法依赖于泵浦光束的空间分布的优化协议。在这里，我们不仅证明了增加在一个波长的发射的可能性，而且我们可以隔离一个单独的峰值抑制不必要的贡献从其他模式。
2013-04-12 physics.optics
Broadband Continuous Spectral Control of a Single Wavelength Polymer-Based Solid-State Random Laser
本文通过温度控制实现了基于DCM掺杂PMMA染料的固态随机激光器中单波长随机激光的光谱连续可调谐，利用空间泵浦整形获得低阈值单模激射，并基于折射率的温度诱导变化实现了8nm带宽的波长蓝移连续调谐。
2023-09-15 physics.optics
A Random Laser as a Dynamical Network
从实验和理论上研究了随机激光的模式动力学。激光器由ZnCdO/ZnO多量子阱与空气孔，提供必要的反馈。时间分辨的测量揭示了多模光谱与个别发展的功能，但没有变化，从拍摄到拍摄。这些研究结果是定性再现的模型，利用弱散射体的稀释系统的具体情况，并可以解释在激光网络。引入相敏节点相干性揭示了激光场自组织的新方面。激光由散射体子集之间的连接链路携带，其上的场在相位上相干振荡。此外，干扰反馈与可能不合适的相位从挫折的其他散射抑制破坏性叠加。我们相信，我们的研究结果至少对弱散射随机激光具有代表性。当对这种情况使用更复杂的散射理论时，对于具有密集和强散射体的随机激光的推广似乎是可能的。
2013-10-23 physics.optics
Ab initio self-consistent laser theory and random lasers
我们回顾了我们最近的工作，导致稳态解的半经典（麦克斯韦-布洛赫）方程的激光。这些都是耦合的非线性偏微分方程的空间和时间，以前已经解决了完全依赖于时间的数值模拟或通过使用主要的近似忽略非线性模式的相互作用和/或开放的激光系统。我们已经找到了一种与时间无关的技术来确定这些固定的解决方案，可以治疗激光器的任意复杂性和开放程度。我们的方法已被证明是同意与时间相关的数值解的高精度，并已被应用到寻找随机激光器，它缺乏一个激光腔和如此强烈的阻尼，线性系统没有检测到的共振的电场模式（激射模式）。我们的工作提供了一个重要的非线性波系统和线性系统中的量子/波混沌领域之间的联系。
2009-01-08 physics.optics
Graphene random laser
操纵和控制随机介质中的光能流是光子学的一个研究前沿，也是新型激光器设计的基础。特别是，在随机分散的活性夹杂物在外部泵浦下的光放大已被广泛研究，但它仍然缺乏外部的可调谐性，再现性和控制光束的空间图案，从而阻碍了其在实际设备中的应用。在这里，我们表明，石墨烯随机超材料提供了克服这些限制的手段，通过其非常低的阈值饱和吸收。纳米石墨烯与光泵浦增益介质相结合的非线性特性使我们能够可控地将系统从混沌调谐到稳定的单模激光。我们的研究结果具有很大的潜力，在无序介质中的工程光束模式的单模无腔激光器的发展。
2015-12-14 physics.optics
Random Lasers for Broadband Directional Emission
宽带相干光源对于传感和光谱应用变得越来越重要，特别是在中红外和太赫兹（THz）光谱区域，其中整个分子的独特吸收特性位于其中。最近，对这种光发射器进行封装的愿望导致了紧凑型片上激光器的巨大进步，这些激光器覆盖了这两个光谱区域。源的长波长和小尺寸导致强烈发散的激光束，其难以聚焦在目标上，目标旨在执行光谱学。在这里，我们介绍了一个非常规的解决方案，这个棘手的问题依赖于一个随机的激光产生相干宽带太赫兹辐射，以及几乎衍射限制的远场发射轮廓。我们的随机激光器不需要任何微调，因此构成了一个有前途的例子，实际设备应用随机激光。
2016-07-11 physics.optics
Parallel random LiDAR with spatial multiplexing of a many-mode laser
我们提出并实验证明并行激光雷达使用随机强度波动从一个高度多模激光。我们优化了一个简并腔，使其具有多个不同频率的空间模同时激射。它们的时空跳动产生了超快的随机强度波动，这些波动在空间上被解复用，以产生数百个不相关的时间轨迹，用于并行测距。每个通道的带宽超过10 GHz，导致测距分辨率优于1 cm。我们的并行随机LiDAR对交叉通道干扰具有鲁棒性，并将促进高速3D传感和成像。
2023-03-24 physics.optics
Random scattering and alternating projection optimization for active phase control of a laser beam array
一小部分的激光束阵列，其未知的相位关系必须设置为规定的值，发射到随机传输的散射介质。所得到的输出散斑图案由测量局部光强度的光电二极管阵列采样。该数据馈送一个创新的优化过程，控制相位调制器阵列。光-数值环路的几次迭代导致在任何期望的波前上的有效和快速的相位锁定。
2019-05-22 physics.optics
Graphene based widely-tunable and singly-polarized pulse generation with random fiber lasers
脉冲的产生通常需要稳定的腔及其相应的模式结构用于初始锁相。相比之下，非模态无腔随机激光器为高量子效率激光提供了新的可能性，这种激光可以在光谱和时间上广泛调谐。然而，自从非模态增益激光的发现以来，随机激光器中脉冲的产生一直是难以捉摸的。在这里，我们报告相干脉冲产生与无模随机激光器的基础上独特的偏振选择性和宽带饱和吸收单层石墨烯。同时观察到的时间压缩的腔的无脉冲与这样的偏振调制，以及广泛可调的脉冲宽度跨越两个数量级下降到900 ps，广泛可调的重复率跨越三个数量级高达3 MHz，和一个单一的偏振脉冲训练在41 dB的消光比，约一个数量级大于传统的脉冲光纤激光器。此外，我们的石墨烯基脉冲形成也表现出强大的脉冲到脉冲的稳定性和宽波长操作，由于腔少的功能。这种基于石墨烯的结构不仅为光纤传感、无散斑成像和激光材料加工提供了可调谐脉冲随机激光器，而且为非随机CW光纤激光器产生宽调谐和单偏振脉冲提供了新的途径。
2015-12-22 physics.optics
Random laser from engineered nanostructures obtained by surface tension driven lithography
证明了功能化噻吩基-S，S-二氧化物五硫代噻吩（T5 OCx）在不同形状的受限图案中的随机激光发射。通过由表面张力驱动（STD）光刻引导的自发分子自组装来获得具有良好限定特征的发光体有机材料的功能图案化。这种受控的超分子纳米聚集体充当散射中心，允许制造没有外部谐振器并且具有期望形状和效率的单组分有机激光器。原子力显微镜表明，不同的几何图案与不同的超分子组织获得的光刻工艺裁缝的相干发射特性，通过控制随机散射体的分布和大小。
2013-01-31 physics.optics
Self-healing organic-dye-based random lasers
在实现基于有机染料的随机激光器中的主要困难之一是有机染料的不可逆光衰变的趋势。在这封信中，我们报告的“可逆”光降解的观察罗丹明6G和ZrO $_2$纳米粒子掺杂聚氨酯随机激光器。我们发现，在降解过程中的发射加宽，红移，并减少强度。降解后，观察到系统自愈，导致排放返回到其原始强度，得到100%的恢复效率。虽然峰值强度完全恢复，但该过程不是严格的“可逆”，因为恢复后的发射仍然被发现被加宽和红移。峰值发射完全恢复和发射展宽的组合导致了一个显著的结果：通过降解和恢复循环的随机激光器具有比原始系统更大的积分发射强度。
2015-02-27 physics.optics
Experimental and theoretical investigation of statistical regimes in random laser emission
我们提出了一个理论和实验研究，旨在表征随机激光器的统计制度。理论模拟和实验结果都表明了三个涨落区增加泵浦能量的可能性。初始高斯状态之后是Lévy统计，并且对于高泵浦脉冲能量再次恢复高斯统计。这些不同的统计制度是可能的，在弱扩散的活性介质，而该区域的Lévy统计消失时，介质是强扩散始终呈现高斯区与平滑的发射光谱。实验和理论同意在确定随机激光器的统计制度的关键参数的识别。
2013-09-10 physics.optics
All-Optical Adaptive Control of Quantum Cascade Random Lasers
分子的光谱指纹大多在太赫兹和中红外范围内，因此有效的分子检测技术依赖于这些频率的宽带相干光源。太赫兹量子级联激光器可以实现倍频程跨越带宽。然而，它们的可调谐性和波长选择性通常受到其腔的几何形状的限制。最近推出的量子级联随机激光器代表了THz光的替代源，其中随机散射提供了所需的场限制。随机谐振腔的几何形状大大放宽了波长的选择性，从而产生的辐射，这是光谱宽带和准直的远场。然而，这些器件的光谱发射的固有随机性强烈限制了其潜在应用的范围。在这项工作中，我们演示了量子级联随机激光器的全光自适应控制和调谐。我们的随机激光源的特异性被利用来用近红外（NIR）激光束局部修改系统的介电常数，从而基本上重新配置无序的分布。使用空间光调制器与优化程序相结合，NIR照明被空间调制以重塑光谱发射并将初始多模激光器转换为单模源，其可以被利用来执行自参考光谱测量。此外，我们表明，本地近红外扰动可以用来感测线性和非线性的近场模式之间的相互作用。我们的工作指出了一条通往设计宽调谐太赫兹源的道路，大大放宽了制造限制。
2019-12-09 physics.optics
Speckle-free laser imaging
许多成像应用需要越来越明亮的照明源，从而促使用发光二极管（LED）、超发光二极管（SLD）和激光器替代传统的热光源。尽管它们的亮度，激光器和SLD不适合全视场成像应用，因为它们的高空间相干性导致称为散斑的相干伪影，破坏图像形成。我们最近证明，随机激光器可以被设计成提供低空间相干性。在这里，我们利用专门设计的随机激光器的低空间相干性在显著的光学散射的设置中执行无散斑全场成像。我们定量地表明，随机激光照明产生的图像表现出更高的分辨率比空间相干照明产生的图像。通过提供强烈的激光照明而没有相干伪影的缺点，随机激光器非常适合于从全场显微镜到数字光投影仪系统的全场成像应用。
2011-10-31 physics.optics
Localized modes revealed in Random Lasers
在足够强的散射介质中，光传输被抑制并且模式以指数方式局部化。类安德森局域态一直被认为是低阈值、低成本随机激光器的高Q光学模式的潜在候选者。然而，在这种情况下操作仍然是一个挑战，因为在光学中难以实现安德森局域化，并且非线性模式相互作用损害其观察。在这里，我们单独展示了每个激光模式的低维固态随机激光器通过施加非均匀的光学增益。通过取消增益竞争和交叉饱和，我们证明了所有的激光模式是空间本地化。我们发现，选择性激发显著降低了激光阈值，同时激光效率大大提高。我们进一步展示了它们的空间位置对提高激光功率效率的重要性。通过有效地抑制空间烧孔效应，我们可以开启最佳外耦合随机激光模式。我们的演示开辟了道路，探索线性和非线性模式的相互作用，增益的存在，以及激光应用的无序工程。
2021-06-23 physics.optics
Photon localization laser
利用光子局域化理论，研究了随机放大层状介质中的低阈值随机激光。通过在泵浦激光波长处的局部模式的共振激发来促进激光发射，所述局部模式在样品内的深处达到峰值，具有大大增强的强度。发射发生在与局部增益区重叠的长寿命局部模式中。这种机制克服了一个基本的障碍，以减少激光阈值的扩散随机激光器，其中多重散射限制激发区域的样品表面附近。
2004-09-08 physics.optics
Random lasers, Lévy statistics and spin glasses: Synergy between photonics and complex systems
随机激光器最近已经接近作为无序复杂系统，如自旋玻璃的光子平台。在这项工作中，使用Nd $^{3+}$：YBO $_3$随机激光系统在非共振（扩散）反馈制度下工作，我们测量了不同的强度起伏的统计数据，并显示之间的复杂的相互作用的物理起源的Lévy制度和复制对称性破缺过渡到光子自旋玻璃相。本文报道了一个新的结果：在高激发脉冲能量下的不饱和自旋玻璃行为，而在相干反馈系统中没有观察到。我们的实验结果证实了目前的理论分析。本文的结果普遍化最近的观察一致的复本对称性破缺在随机激光器与相干反馈，也推进的光子自旋玻璃相位的波动统计特性，支持最近的理论工作的非线性光学的复杂光子系统。
2015-09-01 physics.optics
A random laser tailored by directional stimulated emission
嵌入有源增益材料并且能够激光的无序结构被称为随机激光器（RL）。RL光谱可能看起来像一组尖锐的共振或像叠加到荧光的平滑线。最近的一封信说明了这种二元性与锁模制度的发病，其中增加激活模式的数量导致增加的模式间相关性和归因于同步现象的脉冲缩短。我们的实验方法与原始研究的RL的空间特性的扩展讨论在这里报道。
2011-12-15 physics.optics
Random lasing in an Anderson localizing optical fiber
报道了在无序玻璃光纤中由横向安德森局域化介导的定向随机激光。先前的随机激光器的演示发现了有限的应用，因为它们的多方向性和激光发射的混沌波动。本文提出的随机激光器工作在安德森局域化区。无序诱导的局域态形成孤立的局域通道，使输出激光束具有高度的方向性和稳定的光谱。强的横向无序和纵向不变性导致孤立的激光模式与周围环境的相互作用可以忽略不计，在由空气-光纤界面形成的法布里-珀罗腔中来回传播。结果表明，如果一个局域化的输入泵浦扫描整个无序光纤输入面，输出激光信号遵循泵浦的横向位置。此外，在无序光纤的输入面上均匀分布的泵浦产生具有非常低的空间相干性的激光信号，这在包括利用光纤束的图像传输的许多光学平台中可能具有实际重要性。
2017-06-02 physics.optics
MIR laser CEP estimation using machine learning concepts in bulk high harmonic generation
本文提出一种基于机器学习的中红外CEP估计方法，通过观测体材料HHG光谱训练模型，实现廉价紧凑的实时CEP标记，可推广至任意波长和高达MHz重复率。
2024-07-18 physics.optics
The mode-locking transition of random lasers
激光器自发锁模的发现，腔中电磁模式的同步振荡已经成为光子学的里程碑，允许实现提供超短脉冲的振荡器。到目前为止，这个过程只发生在标准的激光器中，只有在特定的设备（可饱和吸收体）存在的情况下。在这里，我们表明，锁模也可以自发地出现在随机激光器由微米级的激光共振居住在本质上无序的，自组装的纳米尺寸的颗粒集群。此外，通过设计一种新的模式选择性泵浦机制，我们表明，它是可以连续驱动系统的配置，其中各种激发的电磁模式振荡的形式，几个弱相互作用，共振集体强相互作用的制度。通过实现有史以来最小的锁模器件，我们开辟了新一代小型化和全光控光源的道路。
2013-04-12 physics.optics
Spectral adjustment of a powerful random fiber laser
基于随机分布反馈和拉曼增益的随机光纤激光器是近年来研究的热点。在本报告中，我们展示了一个强大的线偏振RFL与光谱调整，其中的中心波长和光谱的线宽可以通过带宽可调的可调谐光学滤波器（BA-TOF）独立调谐。其结果是，中心波长可以从1095到1115 nm连续调谐，而半峰全宽（FWHM）线宽的最大调谐范围从~0.6到大于2 nm。该激光器为相干传感/通信和非线性频率转换等需要考虑时间相干性的场景提供了一种灵活的工具。据我们所知，这是第一个演示的高功率线偏振RFL的波长和线宽可调。
2017-11-30 physics.optics
Random lasing actions in self-assembled perovskite nanoparticles
溶液型钙钛矿纳米粒子由于在光伏和光电子器件中的应用，在过去的几年中得到了广泛的研究。在这里，基于溶液基钙钛矿和随机激光器之间的共同点，我们研究了自组装钙钛矿纳米颗粒中的无镜激光作用。在从溶液合成之后，已经从光泵浦钙钛矿观察到离散的激光发射峰，而没有任何明确的腔边界。所获得的随机激光的品质（Q）因子和阈值分别为500和60 μ J/cm 2左右。这两个值都与具有多边形腔边界的常规钙钛矿微盘激光器相当。通过对激光光谱和荧光显微镜图像的研究，认为激光作用是随机增益介质中强多次散射产生的随机激光。除了传统的单光子激发外，由于钙钛矿的强非线性效应，双光子泵浦随机激光器也首次被证明。我们相信这项研究将在低成本相干光源和生物医学检测中找到其潜在的应用。
2015-12-23 physics.optics
Characterization and regulation of statistical properties in Er-doped random fiber laser
针对掺铒随机光纤激光器的复杂统计行为，本文在全带宽条件下实验表征其时域特性，分析传输与放大过程的影响并实现调控，为时域稳定性控制提供新思路。
2023-12-10 physics.optics
Observation of Replica Symmetry Breaking in the 1D Anderson Localization Regime in an Erbium-Doped Random Fiber Laser
最近在由有机基非晶态固体态薄膜组成的二维随机激光器中，证实了无序磁系统中顺磁到自旋玻璃相变的相似性，从而导致复本对称性破缺现象。我们在这里报告的第一个演示副本对称性破缺的一维光子系统组成的掺铒随机光纤激光器在连续波制度的基础上，一个独特的随机光纤光栅系统，它扮演的角色的随机散射体和安德森局域化制度。从光子顺磁到光子自旋玻璃相的清晰转变，其特征在于Parisi重叠的概率分布函数，被验证和表征。在这种独特的系统中，辐射场只与增益介质相互作用，而提供无序反馈机制的光纤光栅不干扰泵浦。
2016-01-07 physics.optics
Random Laser Emission at Dual Wavelengths in a Donor-Acceptor Dye Mixture Solution
研究了以ZnO纳米粒子为散射中心，罗丹明-B（Rh-B）和恶嗪-170（O-170）为二元染料混合物的弱散射体系中同时产生两个波长的随机激光辐射。对单个Rh-B染料的随机激光性能进行了广泛的研究，以改变小信号增益/散射体密度，并发现激光阈值显着依赖于分散的纳米颗粒的数密度。尽管泵浦效率低，但我们证明了O-170染料溶液中由于Rh-B染料作为施主的共振能量转移而产生随机激光的可能性。在染料混合物溶液中的荧光团和散射体的最佳浓度，非相干随机激光有效地同时实现在两个波长中心相距90 nm。发现染料混合物溶液中供体和受体的双发射强度、激光阈值和放大率是相等的。
2016-08-26 physics.optics
Pump-Controlled Directional Light Emission from Random Lasers
随机激光器的角发射图案通常非常不规则并且难以调谐。在这里，我们通过详细的数值计算表明，人们可以克服缺乏控制这种发射模式，积极塑造的空间泵浦分布。我们演示，特别是，如何获得定制的泵配置文件，以实现高度定向发射。超越制度的强散射介质中，具有给定的方向性的本地化模式可以简单地选择由泵，我们提出了一种基于优化的方法，形状扩展的激光模式在弱散射制度根据任何预定的发射模式。
2013-07-31 physics.optics
Electrically driven random lasing from a modified Fabry-Perot laser diode
随机激光器（RL）是一种有趣的器件，在成像、传感、超分辨率光谱分析和复杂网络工程等领域具有广阔的应用前景。RL可以从光泵浦染料、光纤和晶体或电泵浦半导体异质结构获得。半导体RL通常通过在有源层中引入散射缺陷来制造，这增加了制造过程的复杂程度，并且失去了无序结构可能提供的易于实现性。电泵浦RL的现成可用性，避免了昂贵的制造方法，将促进这些设备在研究和应用中的使用。在这里，我们实现了一个非相干半导体RL通过简单地处理现成的法布里-珀罗激光二极管的输出镜，通过控制激光烧蚀。由完整的后镜和烧蚀的前镜提供的光反馈导致具有低空间相干性和散斑输出发射轮廓的多模随机激光。
2021-05-25 physics.optics
Photodegradation and self-healing in a Rhodamine 6G dye and Y$_2$O$_3$ nanoparticle-doped polyurethane random laser
在随机激光器中实施有机染料的基本困难之一是染料分子的不可逆光降解，导致性能损失和需要更换染料。我们报道了在罗丹明6 G染料和纳米颗粒掺杂的聚氨酯随机激光器中光降解后的自修复观察。在照射过程中，我们观察到两个不同的时间区域中的随机激光（RL）发射的强度和红移增加，其次是进一步红移，光谱展宽，并在发射强度衰减。辐射后的发射强度被发现恢复到其峰值，同时仍然被加宽和红移，这导致光谱积分强度的增强的结果。我们还进行了IR-VIS吸光度测量，发现结果表明，在照射过程中的一些染料分子形成二聚体和三聚体和聚合物主机是不可逆的光氧化和Norrish I型光裂解损坏。
2015-08-21 physics.optics
Statistical outliers in random laser emission
我们提供了理论和实验证据的统计异常值在随机激光发射，不占，现在建立的，幂律尾（Lévy）分布。这些异常值表现为在平滑背景上的单个大的孤立尖峰。统计检验令人信服地表明，它们的概率大于从低强度事件推断的概率。为了与实验数据进行比较，我们引入了异常参数，该参数允许从实验光谱测量中识别这种罕见的事件，并且与我们的Monte Carlo模型的模拟一致。讨论了一种可能的解释，即黑天鹅或龙王，这类大事件具有不同于同类事件的生成机制。
2018-11-12 physics.optics
Effect of local pumping on random laser modes
本文发展了一种基于传输矩阵的数值方法，计算一维随机系统的准模和激光模。根据相对大小的本地化长度与系统的大小，有两个制度中的准模是不同的空间分布和频率分布。在均匀增益的存在下，激光模式有一对一的对应准模式在这两个制度。局部激发可以由于局部放大而增强增益区域内的模式的权重，特别是在弱散射系统中。
2007-01-17 physics.optics
Nanoparticle-doped electrospun fiber random lasers with spatially extended light modes
发光聚合物纳米纤维与表现出光学增益的分子材料的复杂组装可以导致非晶光子学和随机激光科学和器件的重要进展。在纳米纤维的无序垫中，多重散射和波导可能相互作用以确定光学模式的定位或扩展以及相关效应。在这里，我们研究了嵌入激光芴-咔唑-芴分子并掺杂二氧化钛纳米颗粒的电纺纤维，它表现出亚nm光谱宽度的随机激光，吸收激发通量的阈值约为9 mJ cm^-2。我们专注于无序和非织造网络中的光学模式的空间和光谱行为，寻找具有非常大的空间范围，高达100微米尺度的模式存在的证据。这些研究结果表明，发射耦合到集成的双折射传输通道作为有效的机制，提高随机激光器的光谱选择性和复杂和无序材料中的光模式的相关性。
2017-10-02 physics.optics
A color-switchable ring-shaped random laser in momentum space
通过将随机激光器与普通光纤直接耦合，设计了一种颜色可切换的随机激光器。通过在光纤表面选择性地涂覆随机增益层，利用光纤的导向作用，分别获得了阈值低、发射方向好的红、黄随机激光。此外，独特的耦合机制导致了在动量空间中具有环形的随机激光，这表明具有极低散斑噪声的高质量成像的优良照明源。更重要的是，通过简单地移动泵浦位置，可以灵活地获得不同颜色的随机激光。
2019-10-04 physics.app-ph physics.optics
Self-started stable pulsing operation of random fiber laser
随机光纤激光器（random fiber laser，RFL）不同于传统的光纤激光器，其工作原理是在长无源光纤中通过瑞利散射和受激拉曼散射实现分布式增益和反馈，具有显著的无腔特性，在脉冲工作方面具有根本的科学挑战。本文提出并实验实现了被动时空增益调制诱导反向泵浦RFL的自启动稳定脉冲工作。由于所采用的泵浦放大自发发射源具有良好的时间稳定性和这种脉冲产生方案的优越性，可以获得稳定、规则的脉冲训练。此外，还讨论了产生高阶斯托克斯光时的抽运滞后和双稳现象，以及脉冲运转的动力学。这一工作拓展了我们对RFL时间特性的理解，为探索结构简单、成本低、输出稳定的脉冲RFL提供了一条有效的新途径。
2017-06-04 physics.optics
Optical rogue wave in random distributed feedback fiber laser
光学流氓波（RW）是一种罕见的、出乎意料的极高强度事件，它的出现为时间统计研究开辟了一个繁荣时期，成为揭示不同激光场景下基本物理的有力工具。然而，到目前为止，在无反射镜开放腔随机光纤激光器（RFL）中还没有出现具有时间局域结构的光学RW行为，其反馈来自独特的分布多次散射。在这里，由于持续的和关键的受激布里渊散射（SBS）过程的参与，光学RW在非相干泵浦的标准电信光纤构成的RFL的高偏斜瞬态强度进行了实验探索。此外，在射频光谱中也可以解决阈值样拍峰行为。将光学RW的概念引入没有固定腔的RFL域，可以极大地扩展我们对具有多重散射的无序放大介质中的光子传播和局域化等丰富而复杂的动力学的理解。
2018-10-16 physics.optics
Ultrashort Pulse Generation in Modeless Laser Cavity
实验证明，腔内电光相位调制器对环形腔掺铒光纤激光器的随机相位调制不会抑制超短脉冲的工作。即使当相位调制器用足够快和强的随机序列驱动以使激光腔无模态时，也实现了具有在腔中循环的单个脉冲的稳定和自启动超短脉冲操作，在激光输出的外差没有显示出对应于模式谱的任何谱线的意义上。与未调制腔中的常规锁模相比，没有观察到测量的脉冲特性的显著变化。考虑到腔中缺少相敏元件，预期对随机相位调制不敏感。
2022-02-16 physics.optics
Fast all-optical random number generator
提出了一种基于激光跳模的全光快速随机数产生方法。通过周期性地重新启动工作在双稳态的双模激光器，由于自发发射噪声，可以产生随机数流。为了验证这种方法的可行性，我们进行了理论模拟，使用普通的垂直腔面发射激光器（VCSEL）的两个偏振模式。数值结果表明，该方法可以连续地获得快速的2.5Gb/s随机数码流，并具有一定的随机性。该方案由于结构简单、全光，为随机数发生器提供了一种全单片化的解决方案。
2022-01-19 physics.optics
Random bit generation based on self-chaotic microlasers with enhanced chaotic bandwidth
混沌半导体激光器作为高速随机比特产生器已得到广泛研究，它可用于经典和量子密码系统的密钥产生。在这里，我们提出并证明了一个自混沌微激光器与增强的混沌带宽的高速随机比特产生。通过在变形方形微腔激光器中设计三模相互作用，实现了由双模内部相互作用引起的自混沌激光，并通过引入第三模，利用光子-光子共振效应实现了混沌标准带宽的增强。实现了500 Gb/s随机比特的产生，并通过NIST SP 800-22统计测试验证了随机性。我们的演示承诺微激光器在保密通信，混沌雷达，和光学水库计算的应用，也提供了一个平台，多模非线性激光动力学的研究。
2023-02-09 physics.optics
Radiation build-up and dissipation in random fiber laser
随机光纤激光器（RFL）是由光纤散射的分布放大和固有随机性引起的复杂物理系统。在稳态下分析潜在的光波动力学已经引起了广泛的兴趣。然而，瞬态，如RFL的建立和耗散，也是特别重要的展开光波相互作用过程。本文首次研究了RFL的瞬态动力学，并从理论和实验上跟踪了RFL的时间和光谱演化。特别是，在随机分布反馈的作用下，RFL的建立呈现出连续的Verhulst逻辑增长曲线，而没有腔相关的特征，这与传统光纤激光器的阶梯状增长曲线有很大不同。此外，辐射建立时间与泵浦功率成反比，RFL的光谱演化经历了从谱密度增加到谱展宽的两个阶段。从稳态到泵浦关断状态，RFL输出功率立即耗散，并且来自瑞利散射的剩余斯托克斯光波将在一个往返之后逐渐消失。这项工作提供了新的见解RFL的瞬态动力学特性。
2022-09-09 physics.optics
