陶瓷材料中随机激光辐射研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenzhe1987827
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陶瓷材料有很多其他材料不能比拟的良好性质,比如抗高温、耐腐蚀以及一些其他性质。随机激光最开始被提出来时,并没引起大的轰动,由于各种原因,理论上的随机激光并没有在实验上被观察到。自从在上个世纪90年代被重新发现它实现的可能性之后,让众多的研究人员大感兴趣,接着前赴后继地有大量的科学家投入随机激光的研究中,他们的研究不仅关于它的实验研究,也有关于对它产生的现象的理论解释。在陶瓷材料中的随机激光的实验研究也从实验上发现了随机激光现象。本文从实验的数据出发用已有的随机激光理论尝试解释陶瓷材料产生随机激光的现象,并用有限差分时域方法(FDTD)进行建模,以仿真在带有气孔的陶瓷材料中产生随机激光的可能性。对于在陶瓷材料中实现随机激光的实验研究中具有指导意义。本文首先对随机激光的特点及发展和透明陶瓷的发展做了简要介绍,并详尽的在随机激光的发展在实验上和理论上做了系统的介绍;接着,本文对模拟随机激光用到的半经典时间相关理论——将麦克斯韦方程组及速率方程耦合进激光速率方程,并讨论了FDTD对与一维,二维,三维的进化方程,以及对用FDTD进行仿真时所要考虑到的边界条件,解的稳定性等。最后是本论文进行的仿真模拟,其中用一维的方法进行仿真在透明陶瓷材料中存在着的气孔的模型,以半经典时间相关理论模型进行仿真模拟,得出在透明陶瓷材料中,产生随机激光的可能条件。得出在泵浦阈值之上时,激光的模式数随着泵浦速率的增加有所增加,不过在一定的泵浦速率下会达到饱和。
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