局域化随机激光器的理论表征及在光子局域化研究方面的应用

对电子局域化的发现和研究使安德森获得了1977年的诺贝尔物理学奖，光子局域化是电子局域化的光子学类比，此概念自上世纪八十年代诞生以来，就一直是物理学领域的研究热点。随机激光器是近几年发现的具有特殊物理机制的激光器，它没有由反射镜构成的谐振腔，是靠随机介质中光子局域化来提供相干反馈和形成激光模式。本研究拟通过求解三维随机介质中的麦克斯韦方程，得到随机激光器本征模的性质与随机介质性质的关系，然后将本征模的频率与传统激光器的纵模相对应，将本征模的空间强度分布与传统激光器的横模相对应，将本征模的光子局域化程度与传统激光器输出镜反射率相对应，建立实用的描述随机激光器运转特性的理论模型，并对由掺TiO2散射微粒的几种染料溶液及Nd:YAG粉末构成的随机激光器进行系统的实验研究，以验证理论模型的有效性；最后用随机激光器的输出特性来推算光子局域化的程度，为光子局域化的研究提供一条新的途径。