近日，《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張其錦教授研究組與張群副教授研究組的合作研究成果，論文標(biāo)題為Coherent Random Fiber Laser Based on Nanoparticles Scattering in the Extremely Weakly Scattering Regime。

    傳統(tǒng)激光除增益介質(zhì)外還必須要有靜態(tài)光學(xué)鏡片所組成的高穩(wěn)諧振腔，而隨機(jī)激光則僅依賴于增益介質(zhì)和散射介質(zhì)，其光學(xué)回饋通過(guò)散射介質(zhì)的多重散射實(shí)現(xiàn)。隨機(jī)光纖激光自2007年問(wèn)世以來(lái)吸引了人們極大的興趣，但迄今報(bào)道的基于納米粒子多重散射的隨機(jī)光纖激光皆在非相干機(jī)制下工作。這項(xiàng)研究，將基于納米粒子多重散射的隨機(jī)光纖激光的工作機(jī)制由非相干拓展到相干。所構(gòu)建的在極弱散射機(jī)制下工作的相干隨機(jī)光纖激光系統(tǒng)，其工作介質(zhì)為注入到空心光纖中的POSS納米粒子/PM597染料/CS2分散相溶液；通過(guò)精心設(shè)計(jì)的調(diào)控實(shí)驗(yàn)以及理論分析，其相干工作機(jī)制被證明主要源自被光纖波導(dǎo)效應(yīng)大大增強(qiáng)的納米粒子的多重散射。相較于傳統(tǒng)隨機(jī)激光，相干隨機(jī)光纖激光具有閾值低、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，有望應(yīng)用于動(dòng)態(tài)光療與腫瘤探測(cè)、集成光學(xué)器件、無(wú)散斑全場(chǎng)激光成像等領(lǐng)域。該工作被《物理評(píng)論快報(bào)》審稿人高度評(píng)價(jià)為“在隨機(jī)激光領(lǐng)域起到顯著的里程碑的作用；從基礎(chǔ)物理學(xué)來(lái)看本工作毫無(wú)疑問(wèn)地構(gòu)成了一個(gè)非常有趣的研究課題”。

    該論文第一作者為中國(guó)科大化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院博士生胡志家。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部及中科院的資助。