消逝波激励的回音壁模式光纤激光偏振特性研究

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本文所述课题围绕一种新型光纤激光器——消逝波激励的回音壁模式(Whisperinggallerymodes,WGMs)光纤激光器展开。我们将直径在微米量级的石英裸光纤浸入激光染料溶液中(石英光纤折射率大于激光染料溶液折射率),构成圆柱形微型谐振腔。泵浦光沿石英裸光纤轴向泵浦,泵浦光在光纤外的消逝场激励激光染料产生增益,腔外的增益通过微腔回音壁模式的消逝场耦合进入腔内,并在WGM的支持下形成激光振荡。我们通过实验发现,在两种不同的光泵浦条件下,消逝波激励的回音壁模式光纤激光辐射具有不同的偏振特性。根据消逝波激励的回音壁模式光纤激光的辐射机制,对观察到的激光偏振特性给予了合理地解释。本文主要工作如下:   1、通过实验,对泵浦光严格沿光纤轴向泵浦条件下,WGM光纤激光的偏振特性进行了研究。此时,WGM激光只存在横电波,激光辐射点的光电矢量偏振方向沿光纤径向,由此形成一种特殊的径向偏振激光辐射。并对严格轴向泵浦条件下WGM激光具有的此偏振特性给予合理解释。   2、通过实验,对泵浦光沿光纤近轴向泵浦条件下,WGM光纤激光的偏振特性进行了研究。此时,WGM激光既存在横电波又存在横磁波,由此形成径向和轴向混合偏振的激光辐射。并对近轴向泵浦条件下WGM激光具有的此偏振特性给予合理解释。   3、研究了电偶极子振荡方向对所激励WGM激光偏振状态的影响。实验采用沿光纤侧向泵浦的方式,固定泵浦光能量,只改变泵浦光的偏振方向,记录下WGM激光偏振状态随泵浦光偏振方向变化的实验数据。我们发现WGM激光偏振状态取决于激光染料分子中电偶极子振动方向,WGM激光的偏振方向与激励其产生的电偶极子振动方向相同。
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