Пространственно-временная динамика предельно коротких световых импульсов в системах с комбинированной дисперсией и нелинейностью

• Автор: Воронин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение
Обзор литературы
Глава 1. Методы анализа пространственно-временной динамики предельно коротких световых импульсов в системах с комбинированной дисперсией и нелинейностью
1.1. Аналитические методы
1.2. Суперкомпьютерное моделирование
1.3. Численное решение одномерных уравнений распространения сверхкоротких импульсов
Глава 2. Формирование предельно коротких световых импульсов в микроструктурированных световодах
2.1. Генерация мощных, перестраиваемых по частоте солитонов в фотонно-кристаллических волокнах с твердотельной сердцевиной
2.2. Спектральная компрессия сдвигающихся по частоте солитонов
в фотонно-кристаллических волокнах
2.3. Спектральная интерференция сдвигающихся по частоте солитонов в фотонно-кристаллических волокнах
2.4. Стабилизированный солитонный самосдвиг частоты и солитон-ная компрессия импульсов до длительности одного оптического периода в фотонно-кристаллических волокнах с нанострукту-рированной сердцевиной
2.5. Анализ нелинейно-оптического отклика в фотонно-кристаллических волокнах с заполненной жидкостью сердцевиной

Глава 3. Мощные сверхкороткие импульсы в газонаполненных полых световодах
3.1. Генерация перестраиваемых по частоте мультигигаваттных импульсов с длительностью меньше половины оптического периода поля в результате динамического взаимодействия оптического солитона и импульсно возбуждённых молекулярных колебаний
3.2. Компрессия мультимиллиджоулевых сверхкоротких лазерных импульсов в полых волноводах
Глава 4. Генерация предельно коротких импульсов электромагнитного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона в условиях сверхбыстрой ионизации
4.1. Высокоэффективная компрессия импульсов в лазерно-индуцированном филаменте
4.2. Ионизационно-усиленная волоконная компрессия импульсов до предельной пиковой мощности п длительности один оптический период в среднем инфракрасном спектральном диапазоне
Заключение
Литература

Список используемых сокращений:
ФК - фотоннокристаллический
МС - микроструктурированный
ИК - инфракрасный
УФ - ультрафиолетовый
ССЧ - солитонный самосдвиг частоты
НУШ - нелинейное уравнение Шредингера
ОНУШ - обобщенное нелинейное уравнение Шредингера

где R{6) - действительная функция, представляющая рамановский отклик материала волокна, НУШ приводит к зависимости солитонного сдвига частоты ос т-4 от длительности солитонного импульса т. Дисперсия высших порядков, волоконные потери и частотная зависимость оптических нелинейностей позже определены [153-156] как важные физические факторы, замедляющие ССЧ относительно закона Гордона ос т-4. Показано, что взаимодействие между солитоном и дисперсионной волной излучения позволяет полностью подавить ССЧ [157, 158].
В диссертационной работе показано, что сохранение числа фотонов при комбинационном рассеянии, приводящем к уменьшению энергии спектрально сдвинутых в длинноволновую область световых импульсов, может существенно уменьшить величину ССЧ. Выведены аналитические соотношения для сохраняющего число фотонов ССЧ в волокне для произвольных частотных профилей дисперсии и комбинационного усиления и показано, что эти соотношения обеспечивают хорошее согласие с результатами численного моделирования с помощью обобщённого нелинейного уравнения Шрёдингера (ОНУШ).
Скорость ССЧ, как показано Гордоном [152] решением НУШ 1.2 равна:
dus 2-Kcah{T)ß2{ys) ,ч
dz " 1.763т4 1 ' J
Здесь vs = (27г)-1сц, - центральная частота солитона, с - скорость света в
вакууме, и

д(р){
h(r) = 993г

где О. = —2ттит и д[у) - профиль вынужденного комбинационного усиления, 1т[д(и) — Д(Д(#)), Р - оператор преобразования Фурье. Множитель а в 1.4 зависит от коэффициента вынужденного комбинационного усиления материала волокна, его численное значение получено из сравнения 1.4 с формулой