ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Прохождение сверхкоротких импульсов через интерферометры Дифракция сверхкоротких импульсов из "Оптика фемтосекундных лазерных импульсов " Дифракция импульса на решетке. [c.53] Как отмечалось выше, ясная картина действия дифракционной решетки на световой импульс была дана Мандельштамом [4]. В настоящее время дифракционная решетка является непременным элементом многих оптических устройств компрессии световых импульсов. В оптике сверхкоротких импульсов значительный интерес представляет структура дифрагированного импульса. Мы рассмотрим пространственно-временную структуру сверхкороткого лазерного импульса, отраженного от дифракционной решетки. [c.53] Здесь а — поперечный размер отраженного импульса вдоль оси х, йз — поперечный масштаб групповой задержки, / — обобщенное обозначение индексов у / и а. [c.55] Дифракция не влияет на параметры импульса при ij5 = 0 ( 7=0), поскольку он дифрагирует как целое (дифракционные длины его различных спектральных компонент одинаковы). При наличии поперечной групповой задержки в случае 77 0 уже в ближнем поле отраженного импульса (/(г) / (г) 1) возникает сдвиг несущей частоты, пропорциональный расстоянию г и поперечной координате X. в рассматриваемом случае дифракция приводит к изменению не только параметров пучка, но и импульса он расплывается, появляется линейный чирп. Поперечная групповая задержка изменяет вместе с тем и картину дифракции,пучка вдоль оси х (в плоскости падения импульса). [c.55] При огвещении интерферометра импульсом длительностью устанавливается интерференционная картина, практически аналогичная таковой для непрерывного излучения. В противоположном случае Та .Ха .МТа) резкость интерференционной картины уменьшается соответствующие расчеты для интерферометра Фабри — Перо содержатся в [48—50, 69]. При этом из спектральных измерений может быть получена, в принципе, информация о длительности импульса. Когда To To, на выходе интерферометра имеем последовательность импульсов с убывающей от импульса к импульсу амплитудой — интерференция импульсов отсутствует. [c.56] Для спектроскопии сверхкоротких импульсов необходимо, таким образом, выполнение условия То 7о. Так, для спектрального анализа, например, импульса длительностью 100 фс расстояние между зеркалами интерферометра h= xJ2n должно быть менее 15 мкм. Изготовление подобных интерферометров наталкивается на технологические трудности, которые, однако, в последнее время успешно преодолеваются. [c.56] Следовательно, отраженная от интерферометра волна по отношению к падающей претерпевает лишь фазовый сдвиг. Подобная ситуация неоднократно встречалась выше. [c.57] В [66] описаны эксперименты по компрессии частотно-модули-рованных сверхкоротких лазерных импульсов в интерферометре Жира—Турнуа в зависимости от числа отражений и угла падения. Ход угловой зависимости длительности импульса хорошо согласуется с кривой 2 на рис. 1.176 (диапазон изменения длительностей от 120 до 300 фс). [c.57] Можно найти условия, при которых интерферометр практически свободен от временных (с. 35) аберраций и наибольшее значение имеет дисперсия второго порядка. Центральная частота импульса должна удовлетворять равенству (31), ширина спектра [68]. Напомним, что в этих условиях трансформация сверхкороткого импульса интерферометром происходит так, как описано в 1.3 и 1.4. Если указанные условия не выполняются, то важной становится роль дисперсии более высокого порядка. В таком режиме работы интерферометр Жира — Турнуа может быть использован для компенсации временных аберраций [681. Оптические устройства, в которых достигается плавное изменение дисперсии групповой скорости в положительной и отрицательной областях, включающие два или четыре интерферометра Жира — Турнуа, разбираются в [66] и [68] соответственно. [c.58] Пространственная ограниченность реальных световых импульсов привносит новые явления в процесс их распространения и преобразования оптическими системами. Один из таких примеров разобран в предыдущем параграфе — отражение пространственно-ограниченного лазерного импульса от дифракционной решетки. Приведенные там результаты справедливы для сравнительно длинных импульсов, дифрагирующих как целое. Для лазерных импульсов длительностью в несколько периодов существенным может быть эффект неравенства дифракционных длин разных спектральных компонент импульса [34—36, 65]. Действительно, высокочастотные компоненты импульса дифрагируют медленнее, чем низкочастотные. Поэтому даже в недиспергирующей среде при не слишком малых значениях Асо/соо следует ожидать, как отмечено в [15], деформации светового импульса. Этот же эффект может проявляться при фокусировке светового импульса [37, 70]. Обе упомянутые задачи проанализированы в настоящем параграфе. [c.58] Вернуться к основной статье