Взаимодействие сонаправленных фемтосекундных спектральных суперконтинуумов в диэлектрических средах с нормальной групповой дисперсией и нерезонансной нелинейностью

• Автор: Бахтин, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ГЛАВА 1. УРАВНЕНИЯ ДИНАМИКИ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ СО СВЕРХЩИРОКИМИ СПЕКТРАМИ В НЕЛИНЕЙНЫХ^ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕДАХ
1Л. Уравнения эволюции огибающей световых импульсов
1.2. Уравнения эволюции поля световых импульсов
1.3. Принцип соответствия
1.4. Дисперсия линейного показателя преломления кварцевого стекла
1.5. Нелинейность показателя преломления кварцевого стекла
1.6. Взаимодействие спектральных суперконтинуумов
ГЛАВА 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОНАПРАВЛЕННЫХ
ФЕМТОСЕКУНДНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СУПЕРКОНТИНУУМОВ В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ
2.1. Численный метод решения уравнения, описывающего взаимодействие спектральных суперконтинуумов
2.2. Результаты численного моделирования взаимодействия сонаправленных фемтосекундных спектральных
суперконтинуумов в оптических волноводах
2.3. Управление параметрами генерируемой последовательности фемтосекундных импульсов
ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОНАПРАВЛЕННЫХ ФЕМТОСЕКУНДНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СУПЕРКОНТИНУУМОВ В ОБЪЕМНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕДАХ
3.1. Результаты численного моделирования взаимодействия
сонаправленных фемтосекундных спектральных
суперконтинуумов в объемных диэлектрических средах
3.2. Результаты физического эксперимента по интерференции квазидискретного спектрального суперконтинуума при взаимодействии двух фемтосекундных импульсов
ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНОСТИ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУЧЕННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХКОРОТКИХ СИГНАЛОВ
4.1. Возможности использования взаимодействия двух спектральных суперконтинуумов в системах частотного мультиплексирования каналов
4.2. Принцип передачи ограниченного блока информации в одном волновом пакете
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ*

Актуальность темы
В настоящее время фемтосекундные лазеры становятся все более доступными и уже есть во многих научных и учебных заведениях. Подобные лазерные системы позволяют исследовать оптические явления, которые можно назвать необычными даже для пикосекундной оптики. Одно из таких явлений - сверхуширение временного спектра излучения, когда ширина спектра становится соизмеримой с его центральной частотой [17-22]. Подобное явление в поле фемтосекундных импульсов наблюдается практически во всех прозрачных средах. Явление сверхуширения временного спектра называют также генерацией спектрального суперконтинуума. Открытое еще в 1970-х годах [23] при использовании импульсов пикосекундной длительности, оно, тем не менее, переживает в данный момент период активного исследования, связанный, в первую очередь, с прогрессом в области создания новых источников фемтосекундного лазерного излучения [24-28], а также появлению новых волноводных структур [29-32].
Явление генерации спектрального суперконтинуума в нелинейной фемтосекундной оптике становится фундаментальным и сопровождает практически все остальные ее эффекты: временное уширение или сжатие импульсов [33, 34], их самофокусировку [17, 18, 35, 36] и т.п. Эти эффекты для одиночных фемтосекундных импульсов изучались во многих статьях. Публикаций, в которых бы анализировалось взаимодействие импульсов со сверхширокими спектрами в нелинейной среде, на момент начала работ нам известно не было. В настоящее время количество работ, посвященных исследованию взаимодействия импульсов в нелинейных средах, а также их интерференции на выходе нелинейных сред [37-39], активно растет. В ряде научных работ, появившихся в последние годы, отмечается, что
* Настоящая диссертация написана по материалам работ ей автора [1-16]

импульсов 8(ъ, 0, нормированной на максимум входной амплитуды £о, и б)
спектральной плотности формирующейся полевой структуры, |С(х, а)/Со для импульсов С ВХОДНЫМИ интенсивностями 11=12=2-1012 Вт/см2.