Динамика оптического излучения в неоднородных активных световедущих системах

• Автор: Петров, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЛОКОННЫХ

СВЕТОВОДАХ

1.1. Структура волоконных световодов, их характеристики

1.2. Механизмы оптических потерь в волоконных

световодах

1.3. Дисперсионные эффекты в волоконных световодах

1.4. Модовое двулучепреломление

1.5. Нелинейные эффекты в волоконных световодах

1.6. Распространение оптического излучения по
волоконным световодам
ГЛАВА 2. КАСКАДНАЯ МЕТОДИКА КОМПРЕССИИ
ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ
2.1. Оптическое излучение в усиливающей среде. Условие компрессии

2.2. Смещение несущей частоты. Линия усиления
2.3. Сверхсветовое распространение импульса
2.4. Компрессия в двухсекционном каскадном световоде
2.5. Компрессия в многосекционном каскадном световоде
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. МОДУЛЯЦИОННАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ
ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В НЕЛИНЕЙНЫХ СВЕТОВОДАХ
3.1. Распространение оптического излучения в
нелинейных системах туннельно-связанных световодов

3.2. Динамика волновых пакетов в приближении
сильной межволновой связи
3.3. Оптическое излучение в двухмодовых волоконных
световодах с керровской нелинейностью
3.4. Динамика волновых пакетов в приближении
слабой межволновой связи
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В
НЕЛИНЕЙНЫХ АНИЗОТРОПНЫХ СВЕТОВОДАХ
4.1 Оптическое излучение в среде с двулучепреломлением
4.2Распространение оптического излучения в
приближении сильной межволновой связи
4.3Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВКР — вынужденное комбинационное рассеяние
BOJIC - волоконно-оптические линии связи
ВП - волновой пакет
ВС — волоконный световод
ДГС — дисперсия групповых скоростей
ДП - диэлектрическая проницаемость
КС - комплексно-сопряженное выражение
МСВ - микроструктурированные волокна
ММА - медленно меняющаяся амплитуда
МН — модуляционная неустойчивость
ОЛЭ - оптический логический элемент
ПВО - полное внутреннее отражение
ПИ — парциальный импульс
ПП - показатель преломления
РМБ - рассеяние Манделыптама-Бриллюэна
СКИ - сверхкороткие импульсы
СЛС - солитонная линия связи
СНЧ - смещение несущей частоты
ТСОВ - туннельно-связанный оптический волновод
ТСС - туннельно-связанный световод
УКИ - ультракороткие импульсы
УЧИ - усиление чирпированных импульсов
ФКМ - фазовая кросс-модуляция
ФСМ - фазовая самомодуляция
4M — частотная модуляция

(квадрата напряженности электрического поля). Тогда ПП световода можно записать как:
н(й>,|£|“]= п{со)+ п2е~ , (1-12)
где п{со) - линейная часть, описываемая уравнением Селлмейера и зависящая от частоты; |я|“ - интенсивность поля внутри волокна; п2 - нелинейная
составляющая ПП, зависящая от электрического поля, которая связана с следующим соотношением:
(1.13)

полученным для линейно поляризованного электрического поля (только одна компонента тензора %<3) вносит вклад в ПП). То, что <3> - тензор, может влиять на поляризационные свойства оптического пучка через нелинейное двулучепрсломление [36]. Для плавленого кварца величина п2 сравнительно
невелика: п2 = 10-13 в системе единиц СС8Е. Однако уменьшение диаметра
сердцевины (до г 10 мкм) и низкие оптические потери ВС позволяют

поддерживать высокую интенсивность оптического излучения (=10 Вт / см ) на длинах световодов более 1 км.
Первый класс нелинейных эффектов, связанных с восприимчивостью третьего порядка можно назвать упругим рассеянием света в том смысле, что не происходит обмена энергией между электромагнитным полем и диэлектрической средой. Два наиболее распространенных эффекта - это фазовая самомодуляция и фазовая кросс-модуляция.
ФСМ обусловлена самонаведенным набегом фазы, который оптическое поле приобретает при распространении в ВС. Записав изменение фазы оптического поля для длины световода Ь с учетом (1.12):
Ф = [п + 772|£|~)0' (1-14)
получается, что зависящий от интенсивности набег фазы, возникающий вследствие ФСМ, будет: