Распространение оптических импульсов в длиннопериодических волоконных световодах

• Автор: Золотовский, Игорь Олегович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Волоконные световоды, общие сведения
1.1 Структура волоконных световодов
1.2 Оптические потери и дисперсионные эффекты в волоконных световодах
1.3 Нелинейные эффекты в волоконных световодах. Общие
сведения
1.4 Распределенно-связанные волны в волоконных
г-«И
световодах
Глава 2. Преобразование и трансформация оптического импульса в двухмодовом периодически неоднородном ВС
2.1 Распространение квазимонохроматического излучения в периодически неоднородных ВС
2.2 Преобразование и трансформация оптического импульса
2.3 Динамика частотно-модулированных оптических импульсов в двухмодовых периодических ВС
.4 Периодические двухмодовые ВС с комплексной диэлек-
трической проницаемостью
Глава 3. Нелинейные эффекты в периодически неоднородных волокнах

1 Солитоноподобные импульсы в периодических волок-

3.2 Параметрическая неустойчивость волнового пакета в
периодически неоднородном нелинейном ВС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
П.1 Вывод уравнения связанных волн для импульсного режима распространения волновых пакетов в периодических

П.2 Волновые уравнения для парциальных импульсов...119 ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время волоконные световоды (ВС), первоначально предназначавшиеся для линий связи [1-53, находят широкое применение во многих областях науки и техники, таких как разработка высокочувствительных датчиков различных внешних воздействий [6-93, модуляторов оптического излучения [10,11], быстродействующих полностью оптических логических элементов [12,133, различного рода систем для обработки и передачи изображений [14-16].
Уникальными особенностями ВС являются высокая широкополое-иость, позволяющая передавать по ним импульсы пикосекундной длительности, чрезвычайно малое затухание, которое может быть менее 0.1 дБ/км, и чрезвычайно малые поперечные размеры, позволяющие локализовать взаимодействие световых импульсов между собой или с веществом самого световода в малых обьемах. В силу этих обстоятельств одномодовые ВС с малыми потерями, разработанные для применения в системах связи, являются также уникальной средой для наблюдения большого числа нелинейных эффектов и для решения различных задач нелинейного преобразования оптического излучения [17-20]. Особенно большой интерес привлекает использование 13С в качестве нелинейных и дисперсионных элементов в различных схемах генерации сверхкоротких импульсов. С помощью световодов к настоящему времени получены импульсы длительностью 6 фс в видимом диапазоне [21] и осуществлено 1100 -кратное сжатие импульса длительностью ~ 100 пс в ближнем ИК диапазоне [223. Прогресс в области формирования сверхкоротких световых импульсов нелинейно-оптическими методами инициировал
ны>; мод периодически возмущенного световода. На оме.2.і линейные зависимости ц = с р/Ує и И = с р7 УЁГ" (пунктирные коивые 1,2) ограничивают снизу и сверху область волноводных мод невозмущенного волокна, что следует из действительности модовых
параметров ш и и , вводимых соотношениями (2.4). 8 волно— И V
водной области схематично представлены построенные с учетом
волноводной дисперсии дисперсионные кривые двух мод НЕ и

НЕ , являющихся линейно поляризованными модами ЕР и

ІР невозмущенного ступенчатого волокна.

Связь однонаправленных мод приводит к слабому возмущению дисперсионных модовых зависимостей невозмущениого волокна, не проявляющегося в выбранном масштабе рисунка. Возмущенные константы распространения с учетом (2.8), (2.9) могут быть представлены в области Фазового синхронизма (Я « 0) в виде:

(2.17)

[ -І- < др - іо )2 -|а12 ]

где ]} = ( 0 + {} ) / 2, а 'др = ” 0 * Частотная зависи-
мость констант распространения может быть представлена следующим образом:

[ (ЙО2 (ы - «0)2 + Н2 ]

где резонансная частота у = 1ас/ Дд, а частотная зависимость

невоомущенных модовых показателей преломления п — (п + п >/Ї
(І У