Нелинейные оптические процессы с участием многих компонент оптического поля: четырехфотонное комбинационно-параметрическое преобразование в молекулярных газах и генерация в полупроводниковых лазерах

• Автор: Валеев, Антон Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Глава 1. Стационарные процессы четырехфотонного комбинационнопараметрического преобразования с участием компонент произвольного
порядка
§1.1 Обзор литературы
§1.2 Постановка задачи. Уравнения, описывающие динамику взаимодействия двухуровневой системы с оптическим полем, содержащим произвольное
число компонент
§1.3 Стационарная генерация произвольного числа стоксовых и антистоксовых компонент
1.3.1 Режим синхронизма
1.3.2 Режим, нарушающий условия синхронизма
§ 1.4 Солитонное решение
1.4.1 Режим синхронизма
1.4.2 Режим, нарушающий условия синхронизма
1.4.3 Возбуждение солитона
Выводы
Глава 2. Нестационарные процессы четырехфотонного комбинационнопараметрического преобразования с участием компонент произвольного
порядка
§2.1 Обзор литературы
§2.2 Постановка задачи
§2.3 Исследование влияния штарковского сдвига частоты на эффективность
четырехфотонного комбинационно-параметрического преобразования
§2.4 Временная динамика комбинационо-параметрического преобразования в среде с наведенной вращательной когерентностью
2.4.1 Эксперимент
2.4.2 Основные уравнения
2.4.3 Обсуждение результатов
Выводы

Глава 3. Многомодовая генерация субпикосекундных импульсов в
трехсекционном полупроводниковом лазере
§3.1 Обзор литературы
§3.2 Постановка задачи и основные уравнения
§3.3 Численный эксперимент
Выводы
Заключение
Список литературы
Актуальность проблемы
В последнее время значительный интерес вызывают исследования возможности генерации субпикосекундных импульсов в процессе четырехфотонного комбинационно-параметрического преобразования и в полупроводниковых лазерах с насыщающимся поглотителем.
Комбинационно-параметрическое преобразование лазерной накачки молекулярной средой может сопровождаться генерацией излучения со спектром, состоящим из большого числа линий и перекрывающим широкую спектральную область в ИК, видимом и УФ-диапазоне. Подобное преобразование рассматривалось в достаточно большом количестве экспериментальных работ в качестве эффективного способа получения многочастотного излучения со спектром, состоящим из эквидистантных или квази-эквидистантных спектральных линий при колебательном и/или вращательном ВКР и резонансных параметрических процессах, в частности, в газообразном водороде [1-11].
ВКР-преобразование импульсов пико- и фемтосекундной длительности, протекающее в существенно нестационарных условиях, имеет ряд существенных особенностей. Например, возможно распространение солитонов в условиях как резонансного, так и нерезонансного ВКР [15,16]. Интересной является идея использования ВКР и четырехфотонных комбинационнопараметрических процессов, наряду с фазовой самомодуляцией [17] и генерацией гармоник высокого порядка [19,20], для получения фемто- и субфемтосекундных импульсов [11]. Несмотря на значительное число опубликованных работ, остаются малоизученными способы получения и спектрально-временные свойства генерируемого излучения.
В работах [37,38] субпикосекундная генерация была получена в трехсекционном гетеролазере на АЮаАз/ОаАэ с плоским резонатором. Лазер состоял из двух усиливающих секций длиной 30 мкм, а расположенная в середине резонатора секция, выполняющая функции насыщающегося поглотителя, имела длину 10 мкм. Общая длина резонатора составила 100 мкм.

Рис. 1.30. Распределение интенсивностей компонент по длине в момент времени Т'
Рис. 1.31. Распределение разности населенностей и составляющих амплитуды волны когерентности по длине в момент времени 1'