Исследование спектральных и шумовых характеристик последовательностей ультракоротких импульсов в нелинейно-оптических средах

• Автор: Корель, Игорь Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы Цель и задачи исследования Научная новизна

Структура и краткое содержание работы Научные положения, выносимые на защиту

Глава 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И МЕТОДЫ

1.1. Общие принципы формирования уширенного фемтосекундного комба

1.2. Распространение импульсов в оптических волокнах

1.3. Численное решение НУШ: фурье-метод с расщеплением по физическим факторам

Глава 2. СПЕКТРАЛЬНОЕ УШИРЕНИЕ УКИ В СПЕЦИАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ

2.1. Нелинейные и дисперсионные эффекты в волноводах с перетяжкой

2.2. Численное моделирование распространения фемтосекундных импульсов Тйв лазера

в волноводах с перетяжкой

2.3. Спектральное уширение последовательностей фемтосекундных импульсов в волноводах
с непостоянной дисперсией

Глава 3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ УКИ В ВОЛНОВОДАХ: ФЛУКТУАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ
3.1. Фемтосекундный комб и статистические модели спектров последовательностей УКИ
3.2. Фазовые флуктуации в последовательностях импульсов
3.3. Флуктуации амплитуды и фазовая самомодуляция в оптическом волокне
3.4. Влияние дисперсии групповых скоростей. Спектральная мощность шумов
Глава 4. УЛЬТРАКОРОТКИЕ ИМПУЛЬСЫ И ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ
4.1. Фурье-спектроскопия многоуровневых систем
4.2. Локальная коррекция поля и Фурье-спектроскопия плотных сред. Суперлюминисценция в плотных средах
4.3. Фурье-спектроскопия сред с сильной диполь-дипольной связью и контроль стабильности последовательностей УКИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Апробация работы
Список научных публикаций, опубликованных по теме диссертации
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
РИСУНКИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
УКИ - ультракороткие импульсы
ФС - фурье-спектроскопия
ССК - спектральный суперконтинуум
НУШ - нелинейное уравнение Шредингера
ФСМ - фазовая самомодуляция
ДГС - дисперсия групповых скоростей
МН - модуляционная неустойчивость
PCP - рамановское саморассеяние
ВКР - вынужденное комбинационное рассеяние

где 5сИ»(|ЛИ|2)-|{Л(®))|г - сплошной спектр, вызванный
нетождественностью спектров отдельных импульсов в последовательности; 8в{с6)- дискретный спектр вида близкого к (3.5).
Рассматривая последовательность УКИ, уширенных в оптическом волокне благодаря ФСМ, можно сказать, что при наличии флуктуирующих параметров, то есть нетождественности импульсов на выходе из волокна, влияние 5с(щ) на общий вид огибающей спектра будет замывать
осциллирующую структуру.
Отдельно стоит отметить исследование спектров последовательностей с неодинаковым межимпульсным интервалом [104], где было показано, что в присутствии флуктуаций частоты повторений (межимпульсного интервала) и амплитуды, каждая из компонент комба оказывается дважды уширена (см. рис 3.1). При этом, поскольку суммарная интенсивность стабильной и нестабильной последовательности должна сохраняться, уширение индивидуальных компонент происходит за счет уменьшения их амплитуд. Это означает, что присутствие вариаций искажает не только дискретный спектр, но также и огибающую спектра, которая перестает совпадать со спектром отдельного (среднего) импульса.
3.2. Фазовые флуктуации
В этом параграфе будет изучен вопрос о влиянии фазовых флуктуаций на спектр последовательности УКИ. В рамках этой задачи последовательность импульсов не будет рассмотрения прохождения импульса через волновод, то есть будет проведен анализ спектра фемтосекундного лазера с флуктуациями фазы до волокна.
В частотном представлении спектр мощности импульсного процесса может быть описан следующим образом [102]: