Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в слабонелинейных диспергирующих средах

• Автор: Косарский, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Пикосекундные оптические импульсы в слабонелинейных диспергирующих средах (обзор литературы)
1.1. Общий вид эволюционного уравнения для пикосекундных оптических импульсов в слабонелинейных диспергирующих средах
1.2. Приложение комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга к описанию распространения пикосекундных импульсов в оптическом волокне
1.2.1. Распространение фундаментальных солитонов в оптическом волокне
1.2.2. Распространение солитоноподобных импульсов в оптическом волокне с
потерями
1.3. Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в полупроводниковых средах
1.3.1. Спектральный профиль усиления (поглощения) полупроводниковых сред
1.3.2. Общий вид скоростного уравнения для полупроводниковых сред
1.3.3. Фазовая составляющая эволюционного уравнения для пикосекундных импульсов в полупроводниковых средах
1.3.4. Двухкомпонентные полупроводниковые среды
1.4. Области применения пикосекундных оптических импульсов, распространяющихся в слабонелинейных диспергирующих средах
1.4.1. Источники пикосекундных оптических импульсов
1.4.2. Применение пикосекундных оптических импульсов в системах передачи и хранения информации
1.5. Основные методы регистрации время-частотных параметров
пикосекундных импульсов
1.5.1. Прямые методы регистрации
1.5.2. Корреляционные методы регистрации
Глава 2. Солитоноподобные решения комплексного кубического уравнения Лан дау-Г инзбурга
2.1. Применение метода фазовых траекторий к анализу комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга для случая солитонов, адиабатически возмущенных малыми потерями
2.1.1. Вывод уравнения фазовых траекторий
2.1.2. Анализ эволюции параметров солитонов комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга, адиабатически возмущенных малыми потерями
2.1.3. Исследование области применимости полученного решения
2.2. Анализ комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга для случая импульсов с солитонным центром
2.2.1. Аналитическое рассмотрение формирования и распространения импульсов с солитонным центром первого порядка комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга
2.2.2. Применение метода фазовых траекторий к исследованию решений комплексного кубического уравнения Ландау-Гинзбурга в виде импульсов с солитонным центром первого порядка
2.3. Компьютерное моделирование процессов формирования и распространения импульсов с солитонным центром первого порядка комплексного уравнения Ландау-Г инзбурга
2.4. Прецизионная синхронизация в высокопроизводительных системах обработки информации с использованием пикосекундных оптических солитоноподобных импульсов
2.4.1. Построение системы прецизионной синхронизации
2.4.2. Выбор носителя сигнала синхронизации
Глава 3. Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в двухкомпонентных полупроводниковых средах
3.1. Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в двухкомпонентной полупроводниковой среде с «быстрым» насыщающимся поглощением
3.1.1. Эволюционное уравнение для пикосекундных оптических импульсов в двухкомпонентной полупроводниковой среде с «быстрым» насыщающимся поглощением
3.1.2. Решение установившегося состояния
3.1.3. Исследование процесса формирования решения установившегося состояния
3.2. Анализ полной формы эволюционного уравнения
3.3. Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в двухкомпонентной полупроводниковой среде с «медленным» насыщающимся поглощением
3.3.1. Эволюционное уравнение для пикосекундных оптических импульсов в двухкомпонентной полупроводниковой среде с «медленным» насыщающимся поглощением
3.3.2. Уравнение установившегося состояния
3.3.3. Исследование процесса формирования решения установившегося состояния
3.4. Анализ полной формы эволюционного уравнения
3.5. Полупроводниковые полностью оптические регенераторы пикосекундных оптических импульсов на основе двухкомпонентных полупроводниковых

Глава 4. Формирование и распространение пикосекундных оптических импульсов в процессе активной синхронизации мод
4.1. Описание активной синхронизации мод полупроводникового лазера с использованием аппарата эллиптических функций Якоби
4.1.1. Вывод эволюционного уравнения
4.1.2. Получение решения установившегося состояния

бирования, обеспечивает переход от анализа процессов с оптическими частотами к исследованию процессов на низких частотах. Анализируемый сигнал Е^) в этой схеме сопоставляется сам с собой, а выделяемая из суммарного выходного сигнала автокорреляционная функция определяется выражением:

'Р(ст)= |(Е(1 + с) + Е(0)(Е(1 + ст) + Е(0)*Л, (1.15)

где о - вносимая сканирующим зеркалом задержка. Функция ЧДст) связана преобразованием Фурье со спектральной плотностью мощности излучения, пропорциональной |Е(со)|2, Поэтому при измерениях с использованием автокорреляционной функции напряженности поля второго порядка теряется информация о средней фазе сигнала Е^). Однозначное определение длительности
импульса по автокорреляционной функции возможно только, если помимо наличия информации о форме огибающей исследуемого импульса Е^), известно, что он спектрально ограничен [84]. Когда чирп частоты достаточно мал, корректной является и приближенная оценка длительности [85,86]. Важность измерения величины чирпа частоты обусловлена его определяющей ролью в системах оптической коммуникации [87]. В частности, превышение чирпом частоты начального импульса определенного значения препятствует образованию солитона в оптическом световоде [88,89]. При использовании автокорреляционных методов существуют и два других подхода к задаче определения огибающей сверхкороткого импульса. Первый подход основан на регистрации трех автокорреляционных функций: напряженности, интенсивности и квадрата напряженности поля [90,91]. Как показано в работе [91], набор трех указанных автокорреляционных функций позволяет однозначно восстановить огибающую импульса. Измерения корреляционных функций осуществляются интерферо-метрическим методом с использованием генерации второй гармоники. Для вое-