Теоретическое исследование нелинейных взаимодействий оптического излучения с одномерными фотонными кристаллами

• Автор: Прямиков, Андрей Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил

2.2. Теория генерации и распространения второй гармоники в одномерных фотонных кристаллах, основанная на методе матриц переноса излучения
2.3. Основные механизмы усиления и условия оптимизации процесса генерации второй гармоники в одномерных фотонных кристаллах
2.4. Анализ эффективности генерации второй гармоники в одномерных фотонных кристаллах в зависимости от длины волны и толщины слоев
2.5. Выводы

3. Влияние кубичной нелинейности на распространение лазерного

излучения в одномерных фотонных кристаллах

3.1. Распространение оптического излучения в нелинейном одномерном фотонном кристалле, обладающем кубичной нелинейностью
3.2. Теория распространения мощного оптического излучения в нелинейном одномерном фотонном кристалле, обладающем кубичной нелинейностью
3.3. Трансформация кривых отражения мощного оптического излучения при его взаимодействии с одномерным фотонным кристаллом с кубичной нелинейностью в зависимости от угла падения .
3.4. Трансформация кривых отражения мощного оптического излучения при его взаимодействии с одномерным фотонным кристаллом с кубичной нелинейностью в зависимости от длины волны
3.5. Выводы
Основные результаты и выводы
Литература

Содержание
Введение
1. Распространение оптического излучения в фотонных кристаллах
Обзор литературы
1.1. Основные принципы взаимодействия оптического излучения с фотонными кристаллами
1.2. Распространение оптического излучения в многослойных периодических структурах
1.3. Взаимодействие оптического излучения с нелинейными фотонными кристаллами
1.4. Выполнение условий квазисинхронизма. Модуляция знака нелинейной восприимчивости при взаимодействии оптического излучения с нелинейным фотонным кристаллом
1.5. Выполнение условий квазисинхронизма. Модуляция линейных параметров при взаимодействии оптического излучения с нелинейным фотонным кристаллом
1.6. Выполнение условий несинхронного усиления при нелинейном взаимодействии оптического излучения с фотонным кристаллом
1.7. Распространение мощного лазерного излучения в фотонном кристалле с кубичной нелинейностью слоев
1.8. Выводы
2. Генерация и распространение второй гармоники в одномерных фотонных кристаллах
2.1. Теория генерации и распространения второй гармоники в одномерном фотонном кристалле, основанная на рекуррентных соотношениях

Введение
Актуальность темы. В последние годы наблюдается значительное возрастание интереса к исследованию нелинейно-оптических явлений в искусственно созданных материалах с одно-, двух- или трехмерной периодичностью показателя преломления и нелинейных поляризуемостей с характерным периодом модуляции, сравнимым с длиной волны оптического излучения. По аналогии с обычными кристаллами, в которых возможна брэгговская дифракция рентгеновских лучей, такие периодические структуры были названы фотонными кристаллами (ФК) [1]. В результате интерференции и брэгговской дифракции световых волн в ФК возникают особые режимы распространения и нелинейной генерации излучения. Фотонные кристаллы характеризуются наличием запрещенных фотонных зон в определенных интервалах длин волн и направлений распространения [2], в пределах которых излучение практически полностью отражается и не проникает в глубь ФК.
Из-за большой модуляции оптического показателя преломления (Ап~ 1) запрещенные фотонные зоны на 3-5 порядков шире брэгговских зон, которые реализуются в случае дифракции рентгеновских лучей в обычных монокристаллах. Более того, в оптическом диапазоне модуляция Д«~1 приводит к тому, что уже при наличии 5-10 отражающих плоскостей реализуется режим динамической дифракции, тогда как в рентгеновском диапазоне длин волн, для которого Дл~10"5, динамическое рассеяние осуществляется на толщине кристалла с 104 отражающих плоскостей.
Современные технологии позволяют создавать ФК достаточно высокого качества. Одномерные фотонные кристаллы (ОФК) получаются, например, путем последовательного напыления тонких пленок материалов с различными показателями преломления. Двумерные структуры могут быть образованы периодически расположенными параллельными диэлектрическими волокнами. Трехмерный ФК можно сформировать на основе малых сферических частиц, пространство между которыми заполнено молекулами красителя.

Длина волны, нм
Рис.2.2. Кривая отражения оптического излучения от ОФК, имеющего те же параметры, что и на рис.2.1, но в зависимости от длины волны падающего излучения. График построен с учетом дисперсии, излучения падает на кристалл под углом 25°.