Четырехфотонные процессы в стеклянных волоконных световодах

• Автор: Захидов, Эркин Агзамович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 c. : ил

ШЕДШИЕ

"'ЛАВА I. ЧЕТЫРЕХФОТОННЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СТЕКЛЯННЫХ

ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ (СВС) (Обзор литературы)

§ I. Оптические свойства СВС

§ 2. Теоретическая модель четырехфотонного нелинейного процесса

§ 3. Четырехфотонные процессы в СВС (Обзор литературы)

"ЛАВА П. ЧЕТЫРЕХФОТОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МАЛОМОДОВЫХ СВС

§ I. Межмодовый фазовый синхронизм в СВС

§ 2. Методика экспериментов

§ 3. Четырехфотонные процессы при "двухмодовой" накачке. Экспериментальные результаты
§ 4. Четырехфотонные процессы при "одномодовой" накачке. Экспериментальные результаты
'ЛАВА Ш. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
СВЕТОВОДА НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХФОТОННЫХ ПРОЦЕССОВ
§ I. Спектральная ширина параметрического усиления
в СВС
§ 2. Исследование дисперсионных характеристик СВС... 65 § 3. Частотное расщепление - мод в.эллиптичном СВС
§ 4. Четырехфотонные процессы в двулучепреломляющем СВС
’ЛАВА 1У. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ БИГАРМОНИЧЕСКОЙ ЛАЗЕРНОЙ НАКАЧКЕ СВС
§ I. Методика экспериментов
§ 2. Когерентное антистоксово рассеяние света

§ 3. Генерация узкополосного стоксова излучения
§ 4. Широкополосное антистоксово рассеяние света
в СВС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ШТЕРАТУРА

Стеклянные волоконные световоды (СВС) с предельно низкими потерями ( < I дБ/км) в широком спектральном диапазоне открывают но-зые перспективы в решении ряда задач нелинейной оптики [I - 3] . 4алые поперечные размеры (в одномодовых световодах, например, раз-вер сердцевины составляет 5... 10 мкм) и огромные длины (по срав-зению с объемными (неволноводными) средами) взаимодействия излу-1ения со средой в СВС делают последние уникальными объектами для ясследования нелинейных эффектов. Отношение длины взаимодействия к поперечному сечению пучка излучения, характеризующее эффектив-юсть нелинейного взаимодействия в СВС, по сравнению с объемными (неволноводными) средами, в которых эти эффекты наблюдают, как зравило, в фокальной области излучения накачки, выше на 5... 8 порядков. Несмотря на то, что нелинейные коэффициенты плавленого кварца - основного материала СВС - значительно меньше, чем у многих нелинейно-оптических материалов [4] , эффективность нелинейных процессов в СВС очень высока.
Так, например, при накачке излучением непрерывного лазера одномодового СВС перестраиваемое по частоте стоксово излучение в процессе вынужденного комбинационного рассеяния (БКР) наблюдается при мощностях накачки Рн менее I Вт [б] , а генерация излучения в процессе вынужденного рассеяния Манделыптама-Бриллюэна (БРМБ) при Р„ £ 0,5 мВт [б]
С использованием СВС в исследованиях значительно расширяются возможности применения в качестве источников накачки относительно маломощных газовых лазеров с фиксированной частотой излучения и перестраиваемых в широкой области спектра лазеров на красителях и центрах окраски. А также открываются широкие возможности для управления параметрами лазерного излучения.

рассеяние) - ослабления в поле той же накачки уменьшается [80] . Помимо трех комбинаций мод, показанных на рис. 9, также наблюдалась генерация излучения стоксовой компоненты в /~р£2 " моде и антистоксовой компоненты в /_ Р01 - моде. Однако генерация этой пары мод была неустойчивой в силу того, что мода Р12 для данного световода близка к отсечке и плоха направляется световодом (см. табл. I и рис. 4),
В световоде № 2 частотные сдвиги, соответствующие модовым комбинациям, показанным на рис. 9а и 96, составили 120 и 130 см"*
( Л н = 0,532 мкм).
Четырехфотонные процессы при"двухмодовой" накачке исследовались также при накачке излучением с Лн = 1>064 мкм в маломодовых СВС № 3 - № б (см. табл. I). Так как расстройка дКм при Лн= 1,064 мкм примерно в 5 раз меньше, чем при Лн= 0,532мкм, в случае Ан= 1,064 мкм частотные сдвиги ЧП значительно превосходят сдвиги, наблюдаемые при Ан= 0,532 мкм. Например, в световоде № 3 , соответствующие модовым комбинациям, показанным на рис. 9, составили 640, 750 и 525 см”*. Причем, в ЧП, когда два фотона накачки распространяются в !_ Р0;1 и /Рд- модах, наблюдалась генерация двух стокс-антистоксовых пар: в одной паре лепестки стоксовой моды /.Ру были направлены ортогонально ориентации лепестков стоксовой моды 1ри другой пары; а частотные сдвиги этих двух пар составили ~ 640 и ~ 440 см-* (рис.10). Различие частотных сдвигов этих двух пар, свидетельствующее о различии групповых задержек двух 1~^ц~ М°Д с ортогональными направлениями лепестков, как показано нами, связано с эллиптичностью сердцевины СВС. Этот вопрос подробно рассматривается в главе Ш.
Ширины линий излучений стоксовых и антистоксовых компонент зависели от мощности накачки и от длины СВС, их типичные значе-