混沌是一种貌似无规则的运动,指在确定性非线性动力学系统中,不需附加任何随机因素,由于系统内部非线性相互作用而产生的类似随机、实则有序的行为。它广泛存在于自然界的各个领域,激光器中也不例外。混沌激光在某些情况下是有害的,如本教研室即将开展的利用积分球测量材料反射率的实验。在该实验中,由于材料的反射光可能进入谐振腔引发激光器混沌,结果会导致材料反射率测量不准确。而在对实验进行可行性论证时发现,光学隔离和利用输入光对输出光起伏做修正在该实验中行不通。要解决这个问题,只有对混沌产生的机理、条件进行详细的研究,挖掘其中的物理内涵和运行规律,有效避开混沌。本文在激光器半经典理论的基础上,研究和探索驻波条件下激光器自反馈引发混沌的新机制。全文围绕反馈系数和延迟时间如何影响激光混沌这个主题进行了以下的工作:1、概述了与主题相关的混沌的基本概念;介绍了激光非线性动力学方程,尤其是对行波激光器的麦克斯韦-布洛赫方程和它的稳定性条件进行了详细的介绍。系统地陈述了混沌激光的各种产生机制和在国防及国民经济领域的可能应用。2、独立推导出驻波激光器的麦克斯韦-布洛赫方程(包括均匀加宽和非均匀加宽两种情况)以及驻波激光器的归一化麦克斯韦-布洛赫方程;对自反馈条件下的归一化麦克斯韦-布洛赫方程进行稳定性分析,通过数值模拟得到反馈系数与麦克斯韦-布洛赫方程稳定性的关系,即,随着反馈系数的增大,激光器由稳定输出到出现混沌,反馈系数越大激光器混沌越剧烈。3、实验研究氦氖激光器的混沌现象随反馈强度、反馈距离、反馈光角度等的变化规律,结果发现随着反馈强度的增加或反馈距离的减小,激光器混沌加剧;反馈角存在一个临界值,当反馈角大于该值时,激光器稳定输出不产生混沌;小于该值时激光器产生混沌;而且该值随着反馈距离的增大而减小。本文的工作对于光学混沌的应用,以及不可能使用光学隔离和不可能利用输入光对输出光起伏做修正的环境下进行光学测量具有实用价值。