拉曼随机光纤激光器中的辐射建立和耗散

拉曼随机光纤激光器(RRFL)具有结构简单、波长可调性和光-光转换效率高等吸引人的特点。它们在长距离光纤传感、无散斑成像、高能物理和其他应用方面显示出巨大潜力。RRFL中的独特反馈来自具有固有随机性的分布式光纤瑞利散射。

研究其稳态下的动态特性已成为利用光学平台探测复杂物理系统的桥梁，包括湍流、自旋玻璃行为等。同时，瞬态，如激光的建立和耗散过程，可以揭示光波相互作用，并有助于探索一些复杂物理系统的形成过程。

ZinanWang和来自电子科技大学和华南大学的合著者首次研究了RRFL的瞬态。他们在中国科学信息科学杂志上发表了他们的成果。

基于广义非线性薛定谔方程，从理论上分析了RRFL在瞬态下的时间和光谱演化，并进行了相应的实验验证，得出了一系列有趣的结论。具体意义和新颖性归纳如下：

(1)对于RRFL建立瞬态，RRFL的输出功率呈连续增长曲线，这与传统拉曼光纤激光器的阶梯状增长曲线有本质区别，为区分拉曼光纤激光器的激光机制提供了直观证据两个空腔。特别是，RRFL生长曲线满足在生物生长动力学中广泛观察到的Verhulst逻辑模型。基于跨学科的方法，这项工作可以为通过RRFL系统理解复杂的生物现象开辟新的重要途径。

(2)在阈值之上，RRFL建立时间与泵浦功率成反比，在相对较高的泵浦功率下只需要几个光学往返时间。这一发现对于任何需要精确了解RRFL建立时间的应用程序都至关重要。例如，在长距离RRFL点传感中，建立时间决定了传感带宽的上限，这项工作的结果为实现宽带动态传感提供了清晰的指导。

这项工作为RRFL动力学的潜在复杂物理提供了宝贵的见解，其结果可能有助于研究其他复杂系统，例如生物动力学和流氓波的形成。