Параметрическое усиление

Дополнение 3. Модулирование параметров осциллятора (параметрическое усиление) [c.239]

Теперь мы рассмотрим замечательный и в то же время важный эффект параметрического усиления, или возбуждение субгармоник модуляцией одного из физических параметров осциллятора. Например, в контуре, состоящем из сопротивления R, самоиндукции L и емкости С, физическими параметрами осциллятора являются R, L и С. Мы можем модулировать (изменять) значение одной из этих величин. Предположим, что в контуре, не совершающем вынужденных колебаний, мы изменяем или модулируем емкость, измеряя расстояние между пластинами ). [c.239]

Здесь правая часть совпадает с выражением для звуковой волны, ответственной за образование стоксовой компоненты Мандельштама — Бриллюэна. Амплитуда первоначально слабой волны, будучи умножена на Е , приведет к росту электрического поля световой волны стоксовой компоненты, что в свою очередь приведет к росту давления и т. д. Такой процесс параметрического усиления будет происходить до тех пор, пока интенсивность рассеянной световой волны не окажется сравнимой с интенсивностью возбуждающего света. [c.599]

Отметим, что эффективность параметрического усиления пропорциональна амплитуде возбуждающей волны, как это видно из выражений (238.1), (238.3), в которых фигурирует первая степень [c.851]

Это утверждение уже упоминалось в связи с параметрической люминесценцией и параметрическим усилением ( 238). [c.854]

Рассмотрим некогерентный случай параметрического усиления. При этом расстройка А не равна нулю, и поэтому в правой части дифференциального уравнения (4.3.4) следует записать внешнюю силу в виде [c.149]

Такой тип параметрических усилителей наиболее распространен, так как слабый принимаемый сигнал, подлежащий параметрическому усилению, принципиально некогерентен сигналу местного генератора накачки. [c.150]

Рис. 14. Классический шумовой сигнал при параметрическом усилении а — плотность вероятности распределения фазы обычного стационарного шума (штриховая линия) и шума при сжатом состоянии (кривые 1 и г, для г коэф. усиления больше) и — области флуктуаций на фазовой плоскости обычного (слева) и сжатого (справа) шума.

Строго говоря, уравнения (8.72) справедливы в случае бегущей волны, когда в кристалле произвольной длины распространяются три волны с частотами (Oi, (02, соз- Покажем теперь, каким образом эти уравнения можно применить к случаю оптического параметрического генератора, схематически показанного на рис. 8.8. Рассмотрим сначала этот генератор, работающий по схеме двойного резонатора. В этой схеме внутри резонатора в прямом и обратном направлениях распространяются две волны с частотами (Oi и (02. Параметрический процесс имеет место здесь только тогда, когда направления распространения этих волн и волны накачки совпадают (поскольку лишь при данных обстоятельствах удовлетворяется условие фазового синхронизма). Если развернуть оптический путь волны в резонаторе так, как показано на рис. 8.9, а, то из рисунка очевидно, что волны испытывают потери на любом участке пути, в то время как параметрическое усиление имеет место лишь на одном из двух отрезков пути. Эту ситуацию можно эквивалентно представить в виде схемы, приведенной на рис. 8.9, б, если соответствующим образом определить коэффициент эффективных потерь а, (/=1, 2). Потери, определяемые на рис. 8.9,6 длиной кри- [c.508]

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛЕНИЯ [c.572]

В простейшем случае параметрического усиления во входной плоскости мы имеем одну волну, например А ф). Полагая А ф) = = О и рассматривая для простоты случай фазового синхронизма, из выражений (12.7.3)—(12.7.5) получаем [c.573]

В предыдущем разделе мы показали, что волна накачки с частотой 3 через взаимодействие в нелинейном кристалле может привести к одновременному усилению оптических волн с частотами со и oj, причем 3 = СО + oj. Если нелинейный кристалл поместить внутри оптического резонатора, который настроен в резонанс на частоте сигнальной или холостой волн (или на обеих частотах), то при некоторой пороговой интенсивности накачки параметрическое усиление будет вызывать одновременную генерацию на частотах как сигнальной, так и холостой волн. Пороговая интенсивность для этой генерации соответствует значению, при котором параметрическое усиление в точности компенсирует потери сигнальной и холостой волн [16—18]. Это является физической основой оптического параметрического генератора. Практическое значение такого генератора состоит в том, что он может преобразовывать выходную мощность лазера накачки в когерентное излучение на сигнальной и холостой частотах. [c.574]

Поле получается из умножением последнего на четыре матрицы, первая из которых учитывает отражение на левом зеркале, вторая описывает распространение от правого до левого зеркала (параметрическое усиление при этом отсутствует), третья учитывает отражение на правом зеркале и, наконец, последняя — прохождение излучения от левого зеркала к правому в соответствии с [c.576]

Параметрическое усиление 571 Передача изображения 590 [c.612]

За 20 лет существования нелинейной волоконной оптики были достигнуты большие успехи как в решении прикладных задач квантовой электроники, так и в изучении фундаментальных физических явлений. Такие нелинейные процессы, как параметрическое усиление, вынужденное комбинационное рассеяние и вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна, успешно используются в создании и разработке волоконных лазеров, усилителей и преобразователей параметров излучения. В волоконных световодах изучаются сжатые состояния света, генерация и распространение оптических солитонов, явление фоточувствительности стекла. [c.5]

При выводе выражения для параметрического усиления предполагалось, что две волны накачки различимы. Если же они неразличимы ни по частоте, ни по поляризации и пространственной структуре, в сумме (10.1.2) нужно рассматривать только три члена. Коэффициент параметрического усиления будет по-прежнему даваться выражением (10.2.21), только в этом случае Р — Р , г - , а v. заменяется на [c.287]

Интересно сравнить коэффициенты параметрического и ВКР-усиления [7]. Из (10.2.21), взяв г=1, можно получить выраже-ние для максимального коэффициента параметрического усиления [c.287]

Рис. 10.1. Зависимость параметрического усиления от расстройки волновых векторов Ак для нескольких значений мощности накачки Р . Смешение максимума усиления от точки Ак = О обусловлено эффектами ФСМ и ФКМ.

Параметрическое усиление максимально, когда расстройка волновых векторов (определяемая выражением (10.2.18)) х = 0. Это можно записать в виде [c.288]

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ [c.301]

Для полного описания параметрического усиления требуется численное решение систем (10.2.2) (10.2.5) с учетом эффекта истощения накачки [37]. Однако заметно продвинуться в понимании физики данного явления можно, рассмотрев приближенное решение (10.2.19) и (10.2.20), которое не учитывает истощения накачки. Константы а , 3, Сз и в этих решениях определяются из граничных условий. Если в волокно вводятся волны накачки и сигнала, то мощности сигнальной и холостой волн на выходе световода (z = L) даются выражениями [12] [c.301]

Сравним JTO выражение с (8.2.5), полученным для ВКР-усилителя. Основное отличие в том, что параметрическое усиление зависит от X и может быть довольно малым, если отсутствует фазовый синхронизм. В пределе у. уР г из выражений (10.2.21) и (10.4.3) получим [c.302]

Многофотонные явления. Выше мы рассмотрели лишь некоторые нелинейные оптические явления, обусловленные соответствую-ш,ими нелинейными коэффициентами восприимчивостей. Однако этим не исчерпываются явления, к которым приводят коэффициенты разложения х и т. д. В частности, нелинейная поляризуемость первого порядка приводит к трехфотонному, — к четырехфотонному параметрическим рассеяниям света, и — к эфг11екту параметрического усиления света и т. д. Нелинейные восприимчивости более высоких порядков тоже приводят к соот-ветствуюш,им нелинейным эффектам. [c.394]

Осуществление перестройки частоты. Как осуществить перестройку частоты Известно, что в анизотропных кристаллах существуют направления синхронизма, вдоль которых возможно параметрическое усиление одновремешю двух, но вполне определенных для данного направления воли, для которых выполняются (одновременно) уже известные нам два условия [c.409]

Что можно сказать относительно члена, содержащего os Зшо В пределах рассматриваемого приближения мы не можем учесть этот член. Разумеется, из этого рассмотрения нельзя судить о важности этого члена. Уравнение (157) можно точно решить с помощью табулированных функций, называемых функциями Матье, и получить результаты, согласующиеся с нашим приближенным рассмотрением. (Теория функций Матье не является элементарной.) Для того чтобы убедиться в. существовании параметрического усилени 4 [c.240]

Рассмотрим случай, когда одна из волн, наиболее высокочастотная ((О3), имеет значительно большую амплитуду, чем две остальные. Тогда, очевидно, энергия волны 3 будет передаваться волнам 1 и 2, т. е. будет происходить их усиление за счет энергии волны 3. Это явление, открытое в 1965 г. (С. А. Ахманов, Р. В. Хохлов с сотр., Джердмейн, Миллер), называется параметрическим усилением света ). [c.850]

В рамках квантовых представлений параметрическое усиление есть стимулированный аналог параметрической люминесценции — присутствие волн 1, 2 увеличивает вероятность распада фотона йсод в тем большей степени, чем больше интенсивность этих волн. Другими словами, параметрическое усиление и параметрическая люминесценция находятся в такой же связи, как вынужденное и спонтанное испускание фотона возбужденными квантовыми системами. Следует подчеркнуть, что существованйе спонтанного аналога у вынужденного радиационного процесса отнюдь не специфично для рассмотренных выше процессов, но представляет собой общий тезис квантовой теории излучения. [c.852]

Параметрическое усиление служит физической основой для создания параметрических генераторов света. Принципиальная схема такого генератора показана на рис. 41.13. В резонатор, образованный плоскими зеркалами М.. и М< , помещается нелинейный кристалл К, вырезанный таким образом, что для волн, распространяющихся перпендикулярно зеркалам, выпoлня pт я векторные условия синфазности + А = либо к + к -- к. Для возбуждения параметрической генерации применяется излучение второй (или третьей) гармоники рубинового или неодимового [c.852]

С помощью параметрического воздействия можно влиять на вынужденные колебания в колебательном контуре. В частности, при параметрической регенерации реализуется работа системы либо в качестве гшраметрического усилителя, либо в качестве параметрического генератора, что определяется соотношением между омическим R и отрицательным R- сопротивлениями. При параметрическом усилении R > R., при параметрическом возбуждении (генерации) [c.145]

Нелинейный оптический отклик, характеризуемый параметрами djjf, и Xijhn приводит к многочисленным интересным явлениям и применениям. Нелинейность второго порядка Р. = Id-ji EjE, ответственна за генерацию второй гармоники [1] (удвоение частоты), за генерацию суммарной и разностной частот и за параметрическое усиление и генерацию. Член третьего порядка Р = фи- [c.543]

Числовой пример. Параметрическое усиление. Чтобы оценить величину параметрического усиления, рассмотрим кристалл LiNbOj. Подставляя в выражение (12.7.2), определяющееg, следующие значения [c.573]

В гл. 10 рассмотрены параметрические процессы, при которых происходит обмен энергиями между несколькими оптическими волнами без активного участия нелинейной среды. Параметрические процессы эффективно происходят, только когда выполнено условие фазового синхронизма. Эти условия относительно легко выполнить для нелинейного процесса четырехволнового смешения. И ему посвящена основная часть главы. Теория параметрического усиления следует из рассмотрения нелинейного взаимодействия четырех волн. Подробно обсуждаются экспериментальные результаты и способы получения фазового синхррнизма. Вслед за этим рассматриваются параметрическое усиление и его применения. Последний раздел [c.30]

Параметрические процессы третьего порядка обусловлены взаимодействием четырех оптических волн и включают в себя явления генерации третьей гармоники, четырехволнового смешения и параметрического усиления [1-5]. Четырехволновое смешение достаточно интенсивно исследовалось [6-29], поскольку это довольно эффективный способ генерации новых частот. Его основные свойства следуют из рассмотрения нелинейной поляризации третьего порядка [c.282]

Частично вырожденное четырехволновое смешение ( oi =012) приводит к переносу энергии из волны накачки в две волны с частотами, смешенными от частоты накачки oi в стоксову и антистоксову области на величину П ., даваемую выражением (10.1.10). Если в световод вводится только излучение накачки и выполняется условие согласования фаз, то генерация стоксовой и антистоксовой волн с частотами СО3 и может инициироваться шумами подобно тому, как это происходит при ВКР и ВРМБ. С другой стороны, если в световод вместе с накачкой вводится слабый сигнал частоты oj, то он усиливается, причем одновременно генерируется новая волна частоты СО4. Этот процесс называют параметрическим усилением. В данном разделе выводится выражение для параметрического усиления. причем рассматривается нелинейное взаимодействие четырех волн. Рассматривается общий случай ( oi Ф oj). [c.284]

С практической точки зрения пять типов взаимодействия, приведенные в табл. 10.1, можно разбить на две категории. Первые два процесса соответствуют случаю, когда мощность накачки разделяется между быстрой и медленной модами. В остальных случаях накачка поляризована вдоль медленной оси. В первой категории процессов параметрическое усиление максимально, когда мощность накачки в двух поляризационных модах равна, т. е. 0 = 45, где 0-угол между направлением поляризации накачки и медленной осью. Даже в этом случае различные процессы конкурируют между собой, поскольку значения коэффициентов параметрического усиления для всех этих процессов приблизительно одинаковы. В эксперименте [21] наблюдалось четырехволновое смешение с синхронизмом типа I при накачке импульсами длительностью 15 пс на длине волны 585,3 нм от лазера на красителе с синхронизацией мод. Доминировал параметрический процесс типа I, поскольку в этом случае расстройка групповых скоростей различных волн относительно мала. [c.299]

При параметрическом усилении использовались все способы получения фазового синхронизма, указанные в разд. 10.3. Основное отличие четырехволнового смешения от параметрического усиления состоит в наличии либо отсутствии в световоде введенной извне сигнальной волны на частоте, для которой выполняется условие фазового синхронизма. В отсутг1вие такой затравки вместо нее выступают шумы. [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...