随机激光器和随机光纤激光器的最新进展和应用（1） _激光器

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长三角G60激光联盟导读
该综述指出了RL和RFL领域基础和应用研究的潜在方向。本文为第一部分。
摘要
自1994年和2007年首次实验演示以来，随机激光器（RL）和随机光纤激光器（RFL）一直是研究的热点。这些低相干光源依靠光的多次散射，在适当激发的增益材料和散射无序结构相结合的介质中提供光反馈。正是反馈机制使RL/RFL与传统激光器截然不同，后者依靠通常由两个静态反射镜形成的光学腔。在这篇综述性论文中，我们首先描述了支持无序结构反馈激光发射的基本理论框架。然后，我们提供了已演示和报告的RL和RFL类型的最新视图，从嵌入纳米/亚微米散射体复合物的染料溶液到掺杂稀土的微米或纳米晶体以及作为散射结构的随机光纤布拉格光栅。讨论了二阶、三阶和高阶非线性引起的光学过程对RL强度行为的影响。随后，回顾了多学科研究，这些研究将RL分类为表现出类似湍流特征的复杂系统，光子相变呈现出满足类Lévy统计的复制对称破坏和强度波动，以及所谓的Floquet相。此外还强调了包括传感、光学放大和生物医学成像在内的技术应用。该综述指出了RL和RFL领域基础和应用研究的潜在方向。
1.介绍
1.1.简要历史概述
激光器由三个基本组成部分组成：泵浦源、增益介质和光学腔，因为光在广义上是相干发射的。激光的首字母缩写“LASER”（Light Amplifation by Stimulated Emission of Radiation）解释了激光的过程：增益介质中泵浦源的受激原子的活性电子处于反转布居状态，从而产生了光放大的可能性。激光自1960年首次运行以来，其理论、奇妙的技术发展和意外的应用都有很好的记录。
第一次星际激振器跃迁包括波长为18.5厘米的OH羟基自由基的基态，但它最初没有被识别为激射器。然而，实验室激光器已经被发明出来，这使得对这种现象背后的物理机制的理解可以应用于空间激光器。许多观测表明， OH masers的发射是时间可变的，极化的（线性或圆形），并且具有狭窄的线宽。这些特征是大多数天体物理激光器的典型特征。在OH ，水， SiO ，氨，甲醇和许多其他分子的转变中发现了太空中的Masers ，并且在亚毫米范围内的氢的重组线中也发现了。天体物理激射器发生在宇宙中的几个地方：在新生恒星附近和电离氢区域（HII区域），在恒星生命结束时的星周壳（红巨星和超巨星），在超新星残余物扩展到相邻分子云的冲击区域，以及在活动星系的原子核和射流中。随着超长基线干涉测量（VLBI）的发展，对激光器的详细研究也在进行， VLBI提供优于0.1 mas（毫微微秒）的角度分辨率。

从哈勃太空望远镜上的太空望远镜成像光谱仪（STIS）记录的大质量恒星η的高分辨率紫外线光谱中提取。垂直尺度给出了从中心恒星（位于0）到Weigelt斑点和其他从恒星中排出的物质气态凝结的距离（以弧秒为单位）。特别令人感兴趣的是Weigelt斑点B ，位于恒星“上方”约0.2英寸处，在非常弱的连续背景上显示出明显的发射线光谱。斑点光谱中围绕2507.5和2509.1 ?（真空静止波长）的两个非凡特征需要解释特定的激发机制。

随机激光器和随机光纤激光器的最新进展和应用（1）

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