Многоволновые нелинейно-оптические взаимодействия в средах с пространственной модуляцией квадратичной восприимчивости

• Автор: Шутов, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА I
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ МНОГОВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
1.1 Нелинейные фотонные кристаллы и квазисинхронные взаимодействия
1.2 Кристаллы с пространственной модуляцией нелинейной восприимчивости
1.3 Последовательные квазисинхронные процессы
1.4 Кристаллы с апериодической модуляцией нелинейной восприимчивости и реализация связанных многоволновых взаимодействий
ГЛАВА II
НЕКО Л ЛИНЕАРНЫЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ КОЛЛИНЕАРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В НЕЛИНЕЙНЫХ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛАХ
2.1 Основные уравнения
2.2 Последовательные процессы самопреобразования в активном НФК
в режиме модуляции добротности
2.2.1 Основная система уравнений для процессов самопреобразования частоты
2.2.2 Последовательное самоутроение частоты
2.2.3 Последовательное параметрическое самопреобразование частоты вверх
2.3 Генерация второй гармоники в геометрии Лауэ фемтосекундными лазерными импульсами
2.3.1 Основные уравнения
2.3.2 Угловое распределение излучения ВГ
2.3.3 Энергия импульсов ВГ
2.4 Выводы

ГЛАВА III
МЕТОД СУПЕРПОЗИЦИИ МОДУЛЯЦИИ НЕЛИНЕЙНОЙ В О СПРИИМЧИВ о сти
3.1 Основная идея метода модуляции нелинейной восприимчивости
3.2 Апериодичность функции модуляции нелинейной восприимчивости д(г)
3.3 Нелинейные коэффициенты связи волн
3.3.1 Периодическая структура НФК
3.3.2 Структура АНФК для двух связанных процессов
3.3.3 Структура АНФК для трех связанных процессов
3.4 О реализации квазисинхронных взаимодействий в 1лГтЬ03
3.5 Влияние пространственных фаз на динамику интенсивностей взаимодействующих волн
3.6 Выводы
ГЛАВА IV
МНОГОВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В АПЕРИОДИЧЕСКИХ НЕЛИНЕЙНЫХ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛАХ
4.1 Процесс параметрического усиления при низкочастотной накачке
4.1.1 Приближение заданного поля
4.1.2 Перестроечные кривые
4.1.3 Динамика процесса
4.1.4 Частотная полоса параметрического усиления
4.2 Генерация высших гармоник в АНФК
4.3 Формирование субфемтосекундных импульсов
4.3.1 Суперпозиция четырех волн с эквидистантными частотами
4.3.2 Суперпозиция восьми и шести оптических гармоник
4.3.3 Поле на выходе АНФК
4.4 Выводы
ГЛАВА V
СЛУЧАЙНОЕ НАРУШЕНИЕ УСЛОВИЯ КВАЗИСИНХРОНИЗМА В СВЯЗАННЫХ НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
5.1 Численный метод моделирования флуктуаций границ доменов
5.2 Процесс параметрического усиления
5.2.1 Численный подход

5.2.2 Приближение заданного поля; аналитический стохастический подход
5.3 Случайное нарушение условий квазисинхронизма в многоволновых связанных процессах;
5.3.1 Генерация высших оптических гармоник
5.3.2 Параметрическое усиление при низкочастотной накачке
5.4 Выводы
Заключение
Литература
Глава II. 2.2. Последовательные процессы самопреобразования в
мощности излучения на частотах Зш и (3/2)и в режиме модуляции добротности резонатора. Для ее решения в разделе также детально рассматривается динамика и энергетические характеристики исследуемых процессов внутри резонатора.
2.2.1. Основная система уравнений для процессов самопреобразования частоты
Рассмотрим активный НФК и модулятор добротности, расположенные внутри резонатора, образованного двумя плоскими зеркалами (рис. 2.1). Период модуляции нелинейной восприимчивости НФК считаем подобранным таким образом, что в кристалле возможна реализация сразу двух нелинейных процессов, в которых участвуют волны с частотами ад, а>2, ш3 и а;4, удовлетворяющими соотношениям + Ш2 = И Ш2+Ш3 = а)4. Конкретные порядки зависят от длин взаимодействующих волн и дисперсионных свойств кристалла. При этом одна из взаимодействующих волн (какая именно — зависит от рассматриваемого процесса) усиливается за счет активных свойств НФК. Зеркала резонатора полностью отражают излучение на основной (усиливаемой) частоте, для волн с другими частотами одно из зеркал (МД является полностью отражающим, а другое (выходное зеркало М2) — частично пропускающим. Предполагается, что характерное время изменения добротности модулятором пренебрежимо мало по сравнению с характерными временами открытого (за-
_)_ _ -(2) + (л>2 ЩЗ
Рис. 2.1. Схематическое изображение активного НФК и модулятора добротности (МД), расположенных внутри резонатора. Мцг — зеркала резонатора