Генерация суперконтинуума при распространении фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами

• Автор: Мажирина, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1 Введение
2 Волноводные свойства фотонно-кристаллических
волокон и структур
2.1 Введение к разделу 2
2.2 Собственные моды планарного волновода
2.3 Одномерная модель фотонно-кристаллического волокна .
2.4 Расчет запрещенных зон для мод оболочки фотонно-кристаллического волокна
2.5 Расчет дисперсионных характеристик мод сердцевины фотонно-кристаллического волокна
2.6 Выводы к разделу
3 Генерация суперконтинуума в фотонно-кристаллических волокнах
3.1 Введение к разделу
3.2 Генерация суперконтинуума в фотонно-кристаллических волокнах с периодической модуляцией диаметра
3.2.1 Модель
3.2.2 Генерация дисперсионной волны в волокне с постоянным диаметром
3.2.3 Генерация дисперсионной волны в волокне с периодическим изменением диаметра
3.3 Генерация суперконтинуума в анизотропном ФКВ с периодической модуляцией эллиптичности отверстий
3.3.1 Модель
3.3.2 Результаты расчетов и обсуждение
3.4 Генерация суперконтинуума в анизотропном регулярно-скрученном ФКВ

3.4.1 Результаты расчетов и обсуждение
3.5 Заключение к разделу
4 Генерация последовательности сталкивающихся импульсов с перестраиваемой разностью несущих частот в терагерцовом диапазоне
в нелинейном фотонно-кристаллическом волокне
4.1 Введение к разделу 4
4.2 Численная модель
4.3 Результаты расчетов и обсуждение
4.4 Выводы к разделу
5 Заключение
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1 Введение
Актуальность темы работы
Генерацией суперконтинуума (СК) [1—3] называется оптическое нелинейное явление, заключающееся в уширении спектра светового импульса, причем ширина спектра может достигать нескольких октав. Важность исследования этого процесса связана с его применением в решении ряда фундаментальных и прикладных задач нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии.[4, 5], микроскопии [7—9], оптической когерентной томографии [6], оптической метрологии [10—13], дистанционного анализа земной атмосферы. Благодаря появлению фотонно-кристаллических волокон (ФКВ) [14—17] стало возможным генерировать СК, перекрывающий всю видимую часть спектрального диапазона и ближнюю часть ИК.
Генерация СК - сложный нелинейный волновой процесс, включающий в себя такие эффекты как фазовая самомодуляция (ФСМ), четырехволновые взаимодействия (ЧВВ), распад солитонов, вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), генерация дисперсионной волны.
Эффект ФСМ [18—20] является следствием зависимости показателя преломления от интенсивности. В случае возбуждения волокна короткими лазерными импульсами происходит значительная модуляция фазы лазерного излучения. Действие ФСМ состоит в уширении спектров оптических импульсов, распространяющихся в световоде.
Четырехволновые взаимодействия также являются следствием кубической нелинейности материала волокна, как и ФСМ, и приводят к появлению в спектре новых частот, симметричных относительно несущей частоты импульса, причем для их генерации требуется удовлетворение условий фазового синхронизма [19,21].
Эффект ВКР [21, 22] - это явление генерации стоксовой волны в поле волны накачки при распространении волны накачки в световоде [19]. Это происходит только тогда, когда мощность накачки превышает пороговый уровень.

Рисунок 10. Дисперсионные диаграммы мод структуры: а) - периодически расположенные отверстия; б) - плотно упакованные трубки, в) - решетка „кагоме“