Техника измерения частот с использованием фемтосекундного лазера

• Автор: Нюшков, Борис Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
1. Введение
Краткое содержание работы
Литература
2. Фемтосекундный лазер для генерации частотной гребенки
2.1 Многомодовая генерация
2.2 Импульсный режим
2.2.1 Синхронизация мод
2.2.2 Оптический эффект Керра. Самосинхронизация мод
2.2.3 Компенсация дисперсии групповой скорости
2.3 Теоретические основы генерации сверхкоротких импульсов
2.4 Экспериментальная установка. Полученные результаты
2.4.1 Конструкция резонатора лазера
2.4.2 Активная среда и накачка
2.4.3 Зеркала
2.4.4 Призматический компенсатор дисперсии
2.4.5 Настройки резонатора
2.4.6 Достигнутые рабочие характеристики лазера
2.4.7 Активная стабилизация частоты повторения
Заключение
Литература
3. Генерация спектрального суперконтинуума в волокнах с перетяжкой
3.1 Основные волноводные свойства оптических волокон
3.2 Дисперсионные и нелинейные свойства оптических волокон
3.2.1 Дисперсия в волокне
3.2.2 Фазовая самомодуляция в волокне
3.2.3 Эффективность ФСМ в волокне
3.2.4 Физические явления и факторы, влияющие на генерацию СК
3.2.5 Солитонный режим генерации СК
3.3 Экспериментальная установка. Анализ полученных результатов
3.4 Шумовые характеристики волокон с перетяжкой
3.4.1 Фазовый шум
3.4.2 Измерение частотной стабильности
Заключение
Литература

4. Фазовая синхронизация лазерных частот
4.1 Диодный лазер с внешним резонатором
4.2 Система оптической фазовой автоподстройки частоты
4.3 Ограничения аналогового фазового детектора
4.4 Цифровой фазовый детектор
4.5 Экспериментальная установка. Полученные результаты
4.5.1 Комбинированный фазочастотный детектор и цепи обратной связи
4.5.2 Фазовая привязка диодного лазера к моде фемтосекундного лазера
4.5.3 Модифицированный ФЧД для стабилизации фемтосекундного лазера
Заключение
Литература
5. Измерения лазерных частот дальнего ПК диапазона
5 .1 Гетеродинные методы измерения ДИК частот
5.2 Требования к свойствам смесителя
5.3 Экспериментальная установка. Полученные результаты
5.3.1 ДИК-лазер (молекулярный лазер с оптической накачкой)
5.3.2 Фемтосекундный лазер
5.3.3 Смеситель
5.3.4 Экспериментальные измерения
Заключение
Литература
Приложение А
Численное моделирование с помощью метода расщепления Фурье.
Ограничения теоретической модели
Приложение Б
Усовершенствованная схема измерений ДИК частот

Введение

P(z,N,D) содержит коммутаторы [N,D /, двойные коммутаторы [N,[N ,D ]], [D,/ N,DJJ, и члены более высокого порядка с коэффициентами, зависящими от местоположения в резонаторе и от направления распространения импульса. Периодическими возмущеними можно пренебречь только в предположении, что относительные изменения формы импульса, возникающие при проходе через элементы резонатора, очень малы (это имеет место только когда W—+0).
Что бы оценить величину эффекта от периодических возмущений полезно ввести критерий дискретности квазисолитонной системы. Этот критерий определяется отношением длины резонатора Lr к длине периода солитона L,:
rs_um1. (28)
L, 2ж D2
Данный параметр играет важную роль в оценке свойств квазисолитонного лазера. Отклонение параметров квазисолитонного импульса от реального солитона может быть интерпретировано на основе критерия г, который показывает степень дискретность процесса формирования солитоно-подобных импульсов. Квазисолитонная (дискретная) система (г > 0) не может поддерживать стабильные импульсы (стационарный импульсный режим) без ACM даже в отсутствии шумовых возмущений. Интуитивно это может быть объяснено следующим образом: если импульс испытывает ФСМ без одновременной компенсации ДГЗ, то в результате получается нелинейно чирпованный импульс. Негативная ДГЗ, вне нелинейного элемента, сжимает только центральную часть импульса, одновременно вызывая расплывание (разделение) крыльев импульса, имеющих нелинейный чирп. ACM может препятствовать нарушению устойчивости импульса, смещая части, стремящиеся отщепится, к центру импульса. Когда параметр г стремится к единице, эффекты от воздействия нескольких первых членов в разложении оператора Р становятся сопоставимыми с воздействием первичных формирующих импульс операторов N и D, т.е. действие оператора Р становится существенным. Следовательно, оператор Р должен быть взят в расчет. Увеличение параметра г требует более сильной ACM для сохранения устойчивых импульсов, в то время как формирование идеальных солитонов достигается в пределе при г—*-0 and А —*0. Возмущенные солитоны (квазисолитонные импульсы) имеют большую длительность. Поскольку передаточный оператор Т (25) из-за введения Р становится координатно-зависимым, то в стационарном режиме параметры импульса (включая длительность импульса) становятся разными в разных точках резонатора. Соответствующая длительность импульса может быть аппроксимирована следующим образом:
r(z) = vs + a(z) где г, это длительность солитонного импульса определяемая по формуле (26); коэффициент a(z) по результатам расчетов в [И] равен -0.10 на дисперсионном конце резонатора и -0.25 на