2017年10月30日，一項先進的激光技術將隨機激光的寬光譜特征與(yu) 傳(chuan) 統激光的光譜穩定性和高方向性相結合， 這個(ge) 技術進步可以使得更多地在寬光譜光源有益處的應用中使用隨機激光器。

簡單來說，顧名思義(yi) ，隨機（無序）激光就如同其名一樣，是隨機（無序）性的。它產(chan) 生的光譜是隨機的，光的發射方式也是隨機的，這使其成為(wei) 一種極其多樣化的激光光源，卻又在大多數實際應用中幾乎沒有任何用處。

那麽(me) ，如何控製一些隨機性激光來製作有用的設備呢？ 這個(ge) 問題最終導致了新墨西哥大學一個(ge) 研究小組的一個(ge) 新發現，這個(ge) 新發型把激光技術提升到一個(ge) 新的層次。

新墨西哥大學（美國）的研究人員與(yu) 克萊姆森大學和加州大學聖迭戈分校的研究人員合作，在無序玻璃光纖中展示了一種定向隨機激光器。 激光器在安德森定位係統中運行。 為(wei) 了引導激光，研究人員製造了一種由“緞玻璃”製成的的玻璃安德森定位光纖，這是一種非常多孔的玻璃，當拉入長棒時，在每根光纖中形成微小的空氣通道。


研究小組製作了一種能夠控製這些隨機激光器的新型光纖。 （圖片由新墨西哥大學提供）

新墨西哥大學的博士研究生Behnam Abaie說：“我們(men) 用於(yu) 這些光纖的玻璃實際上是我們(men) 通常會(hui) 扔掉的材料，因為(wei) 它實在是孔太多了的，然而實際上正是這些玻璃上的洞創造了控製激光的通道。"

Behnam Abaie表示：“看到這個(ge) 項目如何進展的過程真是不可思議。當我第一次和Arash Mafi教授一起工作的時候，我就知道這個(ge) 項目有可能會(hui) 非常成功，但我從(cong) 來沒有想到會(hui) 有那麽(me) 大的成果。”

無序誘導的局域態在由玻璃（g-ALOF）製成的安德森定位光纖的橫向尺寸上形成通道，引導輸出激光束並穩定其光譜。在其中一個(ge) 通道被窄輸入泵激活時，設備開始發射激光。

強烈的橫向無序和縱向不變性導致了孤立的激射模式，使激光在由空氣 - 光纖界麵形成的法布裏 - 珀羅光腔中往返傳(chuan) 播。

實驗表明，如果局部輸入泵在無序光纖輸入端麵上掃描，則輸出激光信號將沿著泵的橫向位置，實現了泵與(yu) 輸出激光器橫向位置的點對點對應。

此外，跨越無序光纖的輸入麵的均勻分布的泵顯示出能產(chan) 生具有非常低的空間相幹性的激光信號。 這在包括用纖維束進行圖像傳(chuan) 輸的許多光學平台中可能具有實際的重要性。

研究人員將激光光譜的穩定性歸因於(yu) g-ALOF中局域態的強模式約束。


從(cong) 左到右：新墨西哥大學博士生Behnam Abaie和副教授Arash Mafi在觀察他們(men) 的設備測試期間正在進行的計算機測量。（圖片由新墨西哥大學提供）

“我們(men) 的設備具有隨機激光的所有優(you) 點，加上光譜穩定性，而且具有高度的定向性，“Arash Mafi教授說。

盡管單個(ge) 隨機激光器可以產(chan) 生包含多種光譜的光束，但是對於(yu) 大多數實際應用而言，隨機激光器尚未能有效的被運用，因為(wei) 它目前雖然可以被控製，但是還不可靠。 之前的隨機激光器的演示之所以被發現能運用有限的應用中，是因為(wei) 它們(men) 的多方向性和激光發射中的混亂(luan) 波動。

展望未來，Mafi表示研究人員希望擴大這種新器件的光譜範圍，使其能更有效率地創造一個(ge) 廣泛的光譜源，使其可以在世界上廣泛使用。

他說：“我們(men) 能夠控製這些隨機激光器的成功解決(jue) 了十年來阻礙這些激光器成為(wei) 主流設備的問題，這是一個(ge) 非常令人興(xing) 奮的貢獻。”


翻譯/Nick
Source:Photonics