Безрезонаторная стохастическая лазерная генерация в нанокомпозитной среде

Представлен расчет характеристик безрезонаторного стохастического лазера на нанокомпозитной среде, состоящей из прозрачного диэлектрика и рассеивающих активированных нанокристаллов. Предложено в качестве нанокристаллов использовать иттербиевые лазерные среды с высокой концентрацией активных ионов, а в качестве диэлектрической среды, в которую помещаются нанокристаллы, – газы, жидкости или твердые диэлектрики с показателем преломления, меньшим, чем у нанокристаллов. Исходя из представления о нерезонансной распределенной обратной связи за счет рэлеевского рассеяния, получено выражение для минимальной длины нанокомпозитной лазерной среды, при которой преодолевается порог стохастической лазерной генерации. Найдены выражения для критического (наибольшего) и оптимального размеров нанокристаллов, а также для оптимального относительного показателя преломления нанокомпозита, соответствующего не только максимуму коэффициента усиления, но и минимуму пороговой длины среды при оптимальном выборе размера нанокристаллов. Показано, что оптимальный относительный показатель преломления нанокомпозита увеличивается при повышении уровня накачки, но не зависит от других параметров нанокомпозита.