随机激光的光学反馈是由无序增益介质内的多重散射提供,不需要额外的光学谐振腔,因此具有体积小、成本低、结构简单等优点。半导体量子点由于其超微尺寸,表现出很强的量子限域效应。量子点材料作为光学增益介质,具有宽激发波长和高量子产率,可以实现阈值低、色纯度高、环境稳定性好的随机激光出射。金属纳米粒子(NPs)在电磁场的作用下,纳米粒子周围会产生很强的局域电场。增强的局域电磁场能够极大地提升金属颗粒附近的光子态密度,提高量子点的激发速率,同时也可以提高量子点的辐射衰减速率。本文基于Ag NPs的局域表面等离子体共振效应(LSPR),研究了 CdSe/ZnS胶体量子点(CQDs)的随机激光辐射特性。在掺杂Ag NPs的量子点薄膜的随机激光辐射特性研究中,利用薄膜较高的体积分数获得光学放大,薄膜结构的波导限制效应和薄膜表面的随机裂纹为随机激光提供光学反馈。首先在未掺杂Ag NPs的CdSe/ZnS量子点薄膜中,只能观测到半高全宽约4-9nm的放大自发辐射(ASE)光谱。掺杂Ag NPs后,可以观测到半高全宽小于0.7 nm的尖锐激光峰,激光出射的阈值大约2.22 mJ/cm2。通过泵浦不同位置可以调节随机激光的出射波长。最后改变Ag NPs的掺杂浓度,研究了不同Ag NPs的浓度对随机激光出射强度和阈值的影响。在空芯光纤结构中,基于量子点材料的高折射率和空芯光纤的全内反射特性,研究了量子点填充空芯光纤随机激光辐射特性。首先将CdSe/ZnS量子点填充到内壁修饰了 Ag NPs的空芯光纤内,观测到相干随机激光出射,阈值为1.66mJ/cm2。此外,在高堆积密度的光纤量子点随机激光器中,自聚集的量子点团簇为随机激光的出射提供了光学增益和光学反馈,随机激光的阈值降低到0.76 mJ/cm2。改变泵浦方式,发现条纹光束泵浦下出射的随机激光具有更高的出射强度但同时阈值也升高到1.14mJ/cm2。最后,在两种不同的泵浦方式下,研究了随机激光出射的方向性差异。实验结果表明,光纤量子点随机激光在显示和传感等领域有很大的应用前景。制备了 Ag@SiO2-QDs复合纳米体系,研究了 Ag@SiO2核壳纳米粒子对量子点随机激光辐射特性的影响。首先测量了 Ag@SiO2核壳纳米粒子对QDs的吸收和荧光谱线的影响。并制备了 Ag@SiO2-QDs薄膜,当泵浦强度达到1.18 mJ/cm2时,出射相干随机激光。改变Ag@SiO2核壳纳米粒子的浓度发现,当Ag@SiO2的浓度为12mg/mL时,出射的随机激光的阈值降低到0.98 mJ/cm2。不仅如此,Ag@SiO2-QDs薄膜随机激光还表现出良好的光谱稳定性和光学稳定性。为了探究Ag NPs的作用,制备了 SiO2-QDs薄膜样品,结果显示Ag NPs的局域表面等离子体共振效应可以有效地降低激光出射的阈值。最后,利用空芯光纤的准一维波导限制作用,随机激光出射光谱变得更加尖锐,阈值强度也得到了降低。