انتشار نور در محيط هاي كاتوره ليزري در رژيم پخش

Light propagation in random laser mediums in diffusion regime

در اين مقاله به بررسي تحول زماني يك پالس نوري ضعيف ( كاوشگر ) در حضور يك پالس نوري قوي ( دمش ) در يك محيط بهره داراي نقاط پراكننده كاتوره كه ميانگين مسافت آزاد پراكندگي نور بزرگتر از طول موج مي باشد ، مي پردازيم . براي اين منظور معادلات جفت شده شامل سه معادله پخش براي چگالي انرژي پرتوهاي دمش ، كاوشگر و گسيل خودبخودي تقويت شده و يك معادله نرخ براي جمعيت تراز بالايي در يك محيط بهره چهار ترازه ، هم زمان حل مي شوند . از جمله نتايج حاصل ازاين حل ، تقويت پرتو كاوشگر خروجي كه در جهت عكس پرتو كاوشگر ورودي است مي باشد . با افزايش چگالي ذرات و كاهش مسافت آزادميانگين اين پرتوخروجي به صورت قطاري ازپالسها ( مشابه ليزرهاي قفل شده مد) خود را نشان مي دهد . همچنين استخراج تغييرات گسيل خودبخودي تقويت شده برحسب تغييرانرژي پرتودمش وضخامت محيط بهره ازجمله نتايج حاصل ازاين تحقيق مي باشد.

In this paper, we have shown the time evolution of a week light pulse (probe) in the present of a strong light pulse (pump) within a gain media included random scatterer particles in which the light scattering mean free path is larger than wavelength. So a set of coupled equations is formed by three diffusion equation for energy density of pump light, probe light and amplified spontaneous emission and the rate equation for the upper level population in a four level gain medium have been solved simultaneously. One of the results of this solution, is the amplification of outgoing probe light in the reverse direction of incoming probe. By increasing of the particles density and decreasing the transport mean free path this outgoing probe has been in the form of pulse train (like mode-locked laser). Also the behavior of the amplified spontaneous emission versus the changes pump energy and the thickness of gain medium is extracted.