同材质颗粒不同填充密度的随机介质中光场的空间分布

王慧琴; 刘正东; 王  冰

doi:10.7498/aps.57.2186

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同材质颗粒不同填充密度的随机介质中光场的空间分布

王慧琴 , 刘正东 , 王冰

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唯象论的经典领域

同材质颗粒不同填充密度的随机介质中光场的空间分布

王慧琴, 刘正东, 王冰

物理学报, 2008, 57(4): 2186-2191.

doi: 10.7498/aps.57.2186

The spatial distribution of optical field in random media with different filling densities of the same material particles

Wang Hui-Qin, Liu Zheng-Dong, Wang Bing

Acta Phys. Sin., 2008, 57(4): 2186-2191.

doi: 10.7498/aps.57.2186

摘要
用时域有限差分法研究了同一材质的颗粒在不同填充密度下的随机介质中光局域化问题. 依据随机介质激光的实验参数，模拟了颗粒填充密度不同的随机介质中光场的空间分布. 结果表明：当散射颗粒的散射平均自由程与波长相当时，随机介质中的光场分布呈现局域化的特征，而且随着颗粒填充密度增大，光场的局域化程度增强. 因此，在同样的抽运激励下，颗粒填充密度越大的随机增益介质越容易产生激光辐射. 数值模拟结果与实验定性符合.

关键词:
随机激光 /

时域有限差分法 /

颗粒填充密度 /

局域化
Abstract
The problem of light localization in two-dimensional random media with different filling densities of the same material particles is studied by use of the finite difference time domain method. Based on the experimental parameters of random media, the spatial distributions of optical field in the media with different filling densities of scattering particles are simulated. Results show that when the scattering mean free path is close to the wavelength， the optical fields are localized obviously in the random media. And with the particle filling density increasing, the localization becomes stronger. So with the same pump beam, it is easier to achieve laser radiation for random media with higher filling densities of scattering particles. The results agree with the experiments qualitatively.

Keywords:
random laser /

finite difference time domain /

particle filling density /

localization
作者及机构信息
王慧琴²,

刘正东¹,

王冰³

(1)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学近代物理研究所,南昌 330031；南昌大学纳米技术工程研究中心,南昌 330047; (2)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学物理实验中心,南昌 330031; (3)南昌大学近代物理研究所,南昌 330031

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10464002，60768001)资助的课题.
Authors and contacts
Wang Hui-Qin²,

Liu Zheng-Dong¹,

Wang Bing³

(1)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学近代物理研究所,南昌 330031；南昌大学纳米技术工程研究中心,南昌 330047; (2)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学物理实验中心,南昌 330031; (3)南昌大学近代物理研究所,南昌 330031
参考文献

施引文献

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物理学报. 2008, 57(4): 2186-2191.

doi: 10.7498/aps.57.2186.

同材质颗粒不同填充密度的随机介质中光场的空间分布

1. (1)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学近代物理研究所,南昌 330031；南昌大学纳米技术工程研究中心,南昌 330047; (2)南昌大学材料科学与工程学院,南昌 330031；南昌大学物理实验中心,南昌 330031; (3)南昌大学近代物理研究所,南昌 330031

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10464002，60768001)资助的课题.

收稿日期: 2007-05-06
修回日期: 2007-09-05
刊出日期: 2008-02-05

摘要: 用时域有限差分法研究了同一材质的颗粒在不同填充密度下的随机介质中光局域化问题. 依据随机介质激光的实验参数，模拟了颗粒填充密度不同的随机介质中光场的空间分布. 结果表明：当散射颗粒的散射平均自由程与波长相当时，随机介质中的光场分布呈现局域化的特征，而且随着颗粒填充密度增大，光场的局域化程度增强. 因此，在同样的抽运激励下，颗粒填充密度越大的随机增益介质越容易产生激光辐射. 数值模拟结果与实验定性符合.

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