随机介质中放大自发辐射与激光作用的数值研究

我们模拟了具有不同程度模式重叠的随机系统中从放大自发辐射到激光作用的转变。这是通过使用时域有限差分法求解随机麦克斯韦-布洛赫方程来实现的。在激光阈值以下，连续发射光谱因频率相关的放大而变窄。我们的模拟再现了光谱中的随机发射尖峰。对应于系统共振的明确定义的峰在更高泵浦功率下出现，并在激光作用发生前因受激发射而变窄。噪声倾向于将泵浦能量分配到多个模式上，导致多模运行。远高于激光阈值时，噪声的影响减弱，结果变得与无噪声情况相似。通过比较不同散射强度的系统，我们发现较弱的散射会延长从ASE到激光作用的过渡区域，在该区域中噪声的影响最为显著。