Сверхкороткие импульсы, длительность

Уравнение (2.3.27) также следует модифицировать, если рассматривается распространение сверхкоротких импульсов длительностью < 100 фс. Ширина спектра таких импульсов Дсо становится сравнимой с несущей частотой сОр, и некоторые приближения, сделанные при выводе уравнения (2.3.27), становятся необоснованными. Кроме того, спектр таких коротких импульсов достаточно широкий (> 5 ТГц), так что под действием ВКР низкочастотные компоненты спектра могут усиливаться, получая энергию от высокочастотных компонент спектра того же импульса. В результате спектр короткого [c.46]

Режим ВКР может считаться непрерывным для импульсов накачки длительностью 1 не, поскольку длина группового разбегания L , определенная выражением (8.1.21), обычно превышает длину световода L. Однако для сверхкоротких импульсов длительностью Tq < 100 ПС обычно L r < L. ВКР, таким образом, ограничивается разницей групповых скоростей и возникает только на расстояниях г даже если действительная длина световода L значительно больше В то же время благодаря относительно высоким пиковым мощностям становятся важными такие нелинейные эффекты, как ФСМ и ФКМ они могут существенно влиять на эволюцию импульсов накачки и ВКР. В данном разделе обсуждаются экспериментальные и теоретические аспекты ВКР сверхкоротких импульсов в области положительной дисперсии групповых скоростей световодов [90 112]. Следующий раздел посвящен случаю отрицательной дисперсии, где действуют солитонные эффекты, использование которых привело к появлению волоконных солитонных лазеров. [c.234]

Рис. 1.4. Длина дисперсионного расплывания для воды (а) и кристаллов (б) в зависимости от средней длины волны сверхкороткого импульса длительностью То=0,1 ПС [19]. Приведена также зависимость показателя преломления воды

ТЫ 0) возбуждает п-ю гармонику о) =исо, и при достаточно больших п использование умножения частоты позволяет сразу продвинуться достаточно далеко в КВ область спектра. Однако нелинейные восприимчивости х быстро уменьшаются с ростом п (х<"> 1/ в ), и поэтому для получения заметного нелинейного эффекта необходимы достаточно мощные световые пучки. Предел здесь определяется не мощностью лазеров, а конкурирующими нелинейными явлениями в в-ве и прежде всего его оптич. пробоем. Поэтому возможности использования высших нелинейностей в той или иной среде обусловливаются в первую очередь её лучевой прочностью. Т. к. эта величина возрастает по мере сокращения длительности лазерного импульса, то используются сверхкороткие импульсы длительностью 10-11-10-12 с. [c.460]

Мгновенная мощность излучения в режиме генерации сверхкоротких импульсов примерно в Г/АТ раз больше средней мощности и может достигать значений 10 —10 Вт. Поэтому сверхкороткие импульсы нашли широкое поле применения при исследовании самых разнообразных явлений — многофотонной ионизации атомов и молекул, вынужденного рассеяния, мгновенного нагрева вещества до очень высоких температур и т. п. Рекордно короткая длительность импульса позволила использовать сверхкороткие импульсы для изучения очень быстрых процессов, например, распада возбужденных состояний молекул, происходящего за время 10 —10 с, времени существования эффекта Керра ( 152), инерционности нелинейного фотоэффекта (см. 179) и т. д. [c.815]

ФЕМТОСЕКУНДНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ —совокупность методов исследования вещества с помощью световых импульсов фемтосекундной (10" —10 с) длительности. Ф. с. сочетает возможности диагностики вещества методами обычной оптич. спектроскопии (в т. ч, лазерной спектроскопии) с использованием сверхкоротких импульсов (ОКИ). [c.279]

Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР)-нелинейный процесс, который позволяет использовать световоды в качестве широкополосных ВКР-усилителей и перестраиваемых ВКР-лазеров. Но, с другой стороны, этот же процесс может резко ограничить характеристики многоканальных оптических линий связи из-за переноса энергии из одного канала в соседние каналы. В этой главе рассматриваются как применения ВКР, так и паразитные эффекты, связанные с ним. В разд. 8.1 представлены основы теории комбинационного рассеяния, причем подробно обсуждается понятие порога ВКР. В разд. 8.2 рассмотрено ВКР непрерывного или квазинепрерывного излучения. Там же обсуждаются характеристики волоконных ВКР-лазеров и усилителей и рассматриваются перекрестные помехи в многоканальных оптических линиях связи, обусловленные ВКР. ВКР сверхкоротких импульсов (СКИ), возникающее при импульсах накачки длительностью менее 100 пс, рассмотрено в разд. 8.3 и 8.4. В разд. 8.3 рассматривается случай положительной дисперсии групповых скоростей, а разд. 8.4 посвящен изучению солитонных эффектов при ВКР, возникающем в области отрицательной дисперсии групповых скоростей волоконного световода. Особое внимание уделено совместному действию дисперсионного уширения импульса с фазовой самомодуляцией (ФСМ) и фазовой кросс-модуляцией (ФКМ). [c.216]

Измерения временных характеристик ВКР сверхкоротких импульсов [94-97] показывают, что они подобны приведенным на рис. 8.8. В эксперименте [95] импульсы от лазера на красителе длительностью [c.243]

Перестраиваемый волоконный ВКР-лазер использовался и для демонстрации усиления фемтосекундных оптических импульсов в волоконном ВКР-усилителе в условиях как попутной, так и встречной волн накачки [105]. Попутная накачка использовалась в схеме, где 500-фемтосекундные импульсы сначала проходили через отрезок световода длиной 100 м, где в результате действия дисперсии они уширялись до 23 ПС. Уширенные импульсы вместе с импульсами накачки длительностью 50 пс на длине волны 1,06 мкм вводились в усилитель, состоявший из 1-метрового световода. Усиленные импульсы сжимались в решеточном компрессоре. Сжатые импульсы были несколько шире (600-700 фс) исходных, но усилены по энергии в 15 ООО раз, когда мощность импульсов накачки составляла 150 кВт. Эксперимент показал, что частотная модуляция 23-пикосекундных исходных импульсов мало изменяется при усилении. Это указывает на возможность использования ВКР сверхкоротких импульсов в световодах не только для генерации фемтосекундных импульсов, но и для получения высоких пиковых мощностей. [c.247]

Уравнения (8.3.16) и (8.3.17) можно использовать в случае отрицательной дисперсии, если просто изменить знак второй производной. Как и в случае положительной дисперсии, показанном на рис. 8.8, передача энергии в стоксов импульс происходит вблизи z L ,. Чтобы из импульса ВКР сформировать солитон, необходимо, чтобы "opt - где г р, - оптимальная длина-световода для компрессора, обсуждавшегося в разд. 6.4. Это условие подразумевает, что не должно быть слишком малым по сравнению с дисперсионной длиной Lf). Например, = (я /8) д для солитона третьего порядка, если учесть, что г р, = Го/4 при N = 3, где Zq = (Jt/2) L - период солитона. В разд. 6.4 было показано, что и становятся сравнимыми для фемтосекундных импульсов длительностью Т < 100 фс. Для таких сверхкоротких импульсов различие между импульсами накачки и ВКР смазывается, поскольку их спектры начинают заметно перекрываться. Это видно, например, из того факта, что пик усиления на рис. 8,1 соответствует отстройке частоты величиной 13 ТГц, в то время как ширина спектра 100-фемтосекундного импульса составляет 10 ТГц. Уравнения (8.3.16) и (8.3.17) не дают реалистического описания ВКР фемтосекундных импульсов, в частности для отрицательной дисперсии, где исходный импульс может заметно укорачиваться в начале распространения. [c.248]

Преобразование световых импульсов в обращенные во времени дает возможность реализовать операцию свертки в оптике. Измерение последней может быть использовано, например, для восстановления вида огибающей [33]. Растяжение импульсов без изменения его формы можно применить, очевидно, для преобразования сверхкоротких импульсов из одного диапазона длительностей в другой, в котором измерение формы огибающей не представляет трудностей. [c.44]

Преломление импульсов на границе диспергирующих сред поперечное групповое запаздывание. В силу различия фазовой и групповой скоростей в диспергирующих средах при преломлении импульса на границе таких сред плоскости равных фаз и равных амплитуд не совпадают — появляется поперечное групповое запаздывание [58] и преломленная волна становится неоднородной. Этот эффект для сверхкоротких импульсов становится существенным, поскольку время запаздывания амплитудного фронта относительно волнового (фазового) может быть сравнимо с длительностью импульса. [c.48]

Связанное с рассмотренным эффектом искажение сверхкороткого импульса наблюдалось в [47] для импульса дальнего ИК диапазона с длительностью, близкой к периоду несущей частоты. Такой импульс возбуждался за счет черепковского излучения видимого сверхкороткого импульса в кристалле танталата лития. Краткое описание эксперимента по черепковской генерации импульса и методики измерения его длительности изложены в 3.5. Угол падения ницу раздела сред составлял 21 [c.51]

В [43] представлены расчеты группового запаздывания отраженных импульсов и их среднеквадратичной длительности как функции отношения со/со . На рис. 1.14 изображены зависимости / (со) = л(со) и ф"(ш) от частоты со для многослойного зеркала (ВН) В (В(Н) — слой с высоким (низким) показателем преломления). Авторы [44] обнаружили быстрый рост ф" с увеличением числа слоев и отношения показателей преломления п п . На рис. 1.15 представлена зависимость измеренной длительности импульса лазера на органическом красителе от общей дисперсии зеркал резонатора. Данные этого рисунка демонстрируют важность дисперсионных свойств зеркал при генерации сверхкоротких импульсов. Кроме того, видно, что значения [c.52]

Ограничивающим фактором, особенно резко проявляющимся при переходе к фемтосекундным импульсам, оказывается линейная дисперсия групповой скорости. В связи с этим актуальна разработка методов компенсации расстройки групповых скоростей взаимодействующих импульсов — методов реализации группового синхронизма. С другой стороны, параметрические взаимодействия волновых пакетов в условиях сильной групповой расстройки приводят к новым нелинейным волновым явлениям, они могут быть положены в основу эффективных методов формирования сверхкоротких импульсов. Среди них — генерация гигантских параметрических импульсов при взаимодействии коротких пакетов с сильно различающимися длительностями, формирование параметрических солитонов и т. д. [c.110]

Особенности нестационарного ВКР были поняты фактически в конце 60-х — начале 70-х годов [35]. Именно в это время выполнены экспериментальные [36—39] и теоретические [40—45] работы, выявившие главные черты ВКР сверхкоротких световых импульсов. Узкие рама-новские линии в газах имеют ширину 10 —10 Гц. Поэтому уже в поле импульсов длительностью 10—100 не нелинейный отклик молекул становится существенно нестационарным. Инерция отклика мо- [c.136]

В последнее время наиболее интересные результаты по ВКР сверхкоротких импульсов получены в волоконных световодах. Кварцевые световоды обладают широкими рамановскими линиями (Av=250 см , Гг ЮО фс, см. рис. 3.14) и, следовательно, позволяют эффективно усиливать и преобразовывать импульсы с длительностью порядка 10 фс. В длинных световодах в полной мере проявляются эффекты группового запаздывания. Речь идет не только о насыш.ении усиления на расстоянии порядка групповой длины. Поскольку инкремент уси- [c.138]

Длительность возбуждаемых импульсов деформации может ограничиваться снизу не только величиной т , но и временем пробега звука по области тепловыделения, а характерный размер области нагрева решетки I определяется либо длиной поглощения света /п б 1, либо длиной теплопроводности — расстоянием, на которое прогреется кристалл за время оптического воздействия за счет переноса энергии электронами, фононами и т. д. Фононная теплопроводность всегда происходит со скоростями, не превышающими звуковую, и поэтому не приводит к уширению акустических импульсов. Движения электронов в металлах и электронно-дырочной плазмы в полупроводниках может существенно увеличить область нагрева решетки, особенно при низких температурах. При комнатных температурах диффузия носителей в значительной мере замедлена из-за сильного рассеяния на тепловых колебаниях решетки. Поэтому для термоупругой генерации сверхкоротких импульсов деформации необходимо одновременно уменьшать длительность лазерного воздействия и длину поглощения света. Наконец, нельзя забывать, что время нагрева решетки может определяться не временем оптического воздействия, а временем передачи энергии от электронов к фононам, что также препятствует укорочению длительности импульсов деформации. [c.162]

Динамику формирования сверхкороткого импульса при последовательных проходах по резонатору иллюстрирует рис. 6.7 [19]. При включении накачки на первых проходах в активной среде формируется усиление, превосходящее уровень потерь. Временному максимуму усиления соответствует вершина длинных по сравнению с накачкой импульсов генерации. При последующих проходах существенно возрастает интенсивность генерируемых импульсов и уменьшается их длительность за счет преимущественного усиления вершины импульса, совмещенной с максимумом усиления. По мере перехода в режим насыщения вершина генерируемого импульса смещается к импульсу накачки и выходит из области максимального усиления. В стационарном режиме генерации на периоде следования импульсов накачки реализуется баланс усиления и потерь. [c.249]

Уже в начале 80-х годов стало ясно, что перспективы генерации сверхкоротких импульсов УФ диапазона связаны с удвоением частоты лазеров на красителях и их последующем усилении в эксимерных усилителях. Трудности в осуществлении пассивной или активной синхронизации мод эксимерных лазеров вызваны, прежде всего, малыми временами существования инверсии в активной среде (10 —10 с), что резко ограничивает число проходов излучения по резонатору. К настоящему времени минимальная длительность, реализованная в режиме активной синхронизации мод, составляет 120 пс [74]. Итоги развития пикосекундных эксимерных систем подведены в обзоре [75]. [c.271]

Большое соотношение ширины контура усиления Т. л. и частоты межмодовых биений ( 10 ) позволяет достаточно просто осуществлять режим синхронизации мод и получать сверхкороткие импульсы длительностью 10 " — 10 с, ограниченной обратной шириной линии усиления. Так же, как и модуляция добротности, синхронизация мод в т. л. осуществляется как активным, так и пассивным образом, Т, л, может также работать в режиме усилителя [c.49]

Дтр примерно равна обратной ширине линии генерации Avren. Этот результат нетрудно понять, если вспомнить, что временное поведение каждого импульса есть просто фурье-образ его частотного спектра. Отсюда видно, что, поскольку ширина линии генерации AvreH может быть порядка ширины линии усиления Avo, то можно надеяться, что синхронизация мод в твердотельных или полупроводниковых лазерах позволит генерировать очень короткие импульсы (до нескольких пикосекунд). В лазерах на красителе ширина линии усиления в сотни раз превышает эту величину в твердотельных лазерах, что дает возможность получать в этих лазерах и уже действительно были получены значительно более короткие импульсы (до приблизительно 30 фс). В газовых же лазерах ширина линии усиления намного уже (до нескольких гигагерц) и поэтому генерируются относительно длинные импульсы (до 100 пс). А теперь вспомним, что два последовательных импульса разделены временным промежутком тр, определяемым выражением (5.111). Поскольку Ди = = 2nS.v = n /L, где L —длина резонатора, мы имеем xp = 2L , что в точности равно времени полного прохода резонатора. Следовательно, внутри лазерного резонатора генерация будет иметь вид сверхкороткого импульса длительностью Дтр, определяемой выражением (5.112), который распространяется вперед и назад по резонатору. В самом деле, в этом случае пучок на выходе из какого-либо зеркала представляет собой цуг импульсов, причем временной промежуток между двумя последовательными импульсами равен времени полного прохода резонатора. Характерные числовые значения подтверждают такое представление, поскольку пространственная протяженность Дг импульса длительностью, скажем, Дтр = 1 пс равна Дг = СоДт = 0,3 мм, т. е. много меньше типичной длины резонатора лазера. [c.309]

До сих пор обсуждение ФСМ было основано на упрощенном уравнении (2.3.36), которое учитывало только эффекты низшего порядка ФСМ и ДГС. В случае сверхкоротких импульсов (длительностью Го < 100 фс) необходимо учитывать дисперсионные и нелинейные эффекты высшего порядка, используя уравнение (2.3.35). Важным нелинейным эффектом высшего порядка является образование ударной волны огибающей, определяемое вторым членом в правой час г II этого уравнения. Этот эффект обусловлен зависимостью групповой скорости от интенсивности [35-38]. Впервые его влияние на ФСМ было рассмотрено в жидких нелинейных средах [2] и впоследствии расширено на случай распространения импульсов в волоконных световодах [39-42]. Образование ударной волны ведет к асимметрии ФСМ-уширения спектра [1-5] и в этой связи привлекло большое внимание. В этом разделе рассматривается влияние данного эффекта на форму и спектр сверхкоротких импульсов, распространяющихся в одномодовых световодах. [c.96]

Для получения сверхкоротких мощных лазерных импульсов применяются затворы в виде кювет, наполненных р-ром спец. красителей, быстро (и обратимо) просветляющихся (выцветающих) под влиянием излучения активной среды. Такой затвор, помещённый в резонатор Л., нарушает обратную связь. Импульс возбуждения вызывает накопление энергии в активной среде и возникновение сверхлюминесценции. Интенсивность хаотич. импульсов сверхлюминесценции быстро возрастает. Когда один из них окажется достаточно мощным, чтобы вызвать просветление затвора, возникает лавинообразное развитие генерации. При этом фазы генерации всех мод резонатора оказываются взаимно связанными так, что все генерируемые волны складываются, образуя сверхкороткий импульс, длительность к-рого может составлять всего единицы и даже доли не. Энергия, забираемая таким импульсом из активной среды, обычно составляет лишь малую долю запасённой в среде энергии, поэтому первый импульс, отразившись от зеркал резонатора, многократно пробегает между ними, образуя последовательность сверхкоротких импульсов, следующих один за другим через время, определяемое размерами резонатора (временем двойного пробега светового импульса между зеркалами). Применяя дополнит, устройства, удаётся выделить один из сверхкоротких импульсов. [c.340]

Рис. 6. Схема пикосекундного спектрометра, предназначенного для резонансной спектроскопии первичных стадий процесса фотосинтеза. Сверхкороткие импульсы 2-й гармоники лазера на алюмоиттриевом гранате YAG с примесью Nd (Х=0,53 мкм) возбуждают два перестраиваемых параметрич. генератора (ПГС) на кристаллах КДР и LiNbOj. Такие генераторы позволяют получить мощные сверхкороткие импульсы длительностью 10 с на любой длине волны в диапазоне 0,66—2,7 мкм. При изучении кинетики фотосинтеза генератор на кристалле КДР использовался для селективного возбуждения фотореакц. центров, а другой— для зондирования наведённых изменений поглощения.

Для того чтобы наблюдать многофотонный внешний фотоэс зфект, недосгаточно иметь излучение высокой интен сивности. Нужно также, чтобы рассматриваемый эффект не маскировался эффектом термоэлектронной эмиссии, для которой красная граница, очевидно, не существует. Чтобы уменьшить нагревание фотокатода при облучении его интенсивным светом и тем самым подавить термоэлектронную эмиссию, применяют сверхкороткие лазерные импульсы длительностью 10 —10 с и скользящее освещение поверхности фотокатода (угол падения больше 80°). В этом случае удается надежно зарегистрировать фотоэлектроны далеко за красной границей (Оо (например, до частоты (йо/Б). [c.229]

Нелинейные оптич. методы быстрого управления фазой и техника компрессии сверхкоротких импульсов (техника фокусировки во времени) сыграли важную роль в получении предельно коротких, фемтосекундных (длительностью 10 с) световых импульсов, В основе методов лежит явление фазовой самомодуля-ции, приводящее к уширению спектра импульсов [см, ф-лы (35а) и (356)]. Для компрессии таких импульсов в случае > 0 необходима среда с аномальной дисперсией групповой скорости макс, коэф. сжатия импульса [см. (356)1 [c.304]

Бнерация сверхкоротких импульсов. Для генерации СКИ в лазерах используют процесс синхронизации продольных мод резонатора лазера. Для синхронизации мод применяются пассивные и активные методы связывания фаз продольных мод лазера. При одинаковой фазе, навязанной всем продольным модам лазера, синфазное сложение амплитуд электрич, полей приводит к генерации СКИ, длительность к-рых ограничена шириной спектра генерации. В неодимовых лазерах, к-рые обычно используют в Ф. с., достигается генерация СКИ длительностью 10" — 10 с при помещении в оптич. резонатор лазера насыщающихся органич. красителей—для пассивной синхронизации мод, а также акустооптич. и эл.-оптич. модуляторов света—для активной синхронизации мод. В методе активной синхронизации мод сфазирование отдельных продольных мод осуществляется с помощью помещаемого внутрь резонатора модулятора для управления потерями резонатора внеш. периодич. сигналом с частотой, равной или кратной частотному интервалу между продольными модами резонатора лазера [3 ]. [c.280]

Синхронно-накачиваемые волоконные ВКР-лазеры привлекательны для генерации сверхкоротких световых импульсов [47]. Когда такие лазеры накачиваются импульсами длительностью < 100 пс, то, вообще говоря, необходимо учитывать эффекты дисперсии групповых скоростей, групповое запаздывание импульсов, ФСМ и ФКМ. Эти эффекты обсуждаются в разд. 8.3, где синхронно накачиваемые волоконные лазеры рассматриваются более подробно в отдельном подразделе. Если импульс ВКР попадает в область отрицательной дисперсии групповых скоростей световода, то солитонные эффекты могут формировать импульсы длительностью 100 фс и менее. Такие волоконные лазеры иногда называют солитонными ВКР-лазерами, подробно они рассматриваются в разд. 8.4. Другое направление развития волоконных лазеров-создание компактных устройств с зеркалами, интегрированными в волоконный резонатор. Один из способов добиться этого [49] замена зеркал на волоконные решеточные отражатели, изготовленные путем травления решетки на сердце-вине короткого отрезка световода. Другой путь-использование кольцевой конфигурации резонатора [48] на основе волоконной петли со связью через волоконный ответвитель - позволяет получить цельноволоконный кольцевой ВКР-лазер с низким порогом. [c.228]

Привлекательным свойством волоконных ВКР-усилителей является широкая полоса усиления (> 5 ТГц). Они могут использоваться для усиления одновременно нескольких каналов в многоканальной системе оптической связи. Это было продемонстрировано в эксперименте [74], где сигналы от трех полупроводниковых лазеров с распределенной обратной связью в диапазоне 1,57-1,58 мкм одновременно усиливались в поле накачки с длиной волны 1,47 мкм. В этом эксперименте излучение накачки было получено от многомодового полупроводникового лазера, что делает данную схему практически применимой для систем оптической связи. При мощности накачки всего 60 мВт было получено усиление 5 дБ. Теоретический анализ двухканального комбинационного усиления показывает, что в общем случае существует взаимодействие между каналами [75]. Широкая полоса усиления волоконных ВКР-усилителей делает их пригодными для усиления коротких оптических импульсов. Усовершенствованию систем оптической связи с помощью комбинационного усиления уделено значительное внимание [76-81]. Наиболее многообещающим кажется использование комбинационного усиления для передачи сверхкоротких солитоноподобных импульсов по световодам длиной несколько тысяч километров [78, 80] (см. разд. 5.4). В эксперименте [79] импульсы длительностью 10 пс на длине волны 1,56 мкм усиливались при накачке непрерывным лазером на центрах окраски с длиной волны 1,46 мкм. Усиление таких коротких импульсов возможно только благодаря широкой полосе ВКР. Недавно в такой схеме было продемонстрировано прохождение солитонов длительностью 55 пс по световоду эффективной длиной 4000 км [81]. [c.232]

Спектральные и временные свойства ВКР сверхкоротких импульсов исследовались в многочисленных экспериментах в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра. В эксперименте [92] импульсы длительностью 60 ПС на длине волны 1,06 мкм от Nd ИAГ-лaзepa с синхронизацией мод распространялись по световоду длиной 10 м. Когда мощность накачки превышала порог ВКР ( 1 кВт), генерировались импульсы ВКР. Импульсы и накачки, на ВКР на выходе световода были короче входного импульса, как и следовало ожидать на основании результатов, представленных на рис. 8.8. Спектр импульса ВКР (ширина 2 ТГц) был намного шире, чем спектр импульса накачки. Величина спектрального уширения импульса ВКР при ФКМ по сравнению со спектральным уширением импульса накачки была определена в эксперименте [101], где импульсы длительностью 25 пс на длине волны 532 нм распространялись по световоду длиной 10 м. На рис. 8.10 показаны спектры, наблюдавшиеся при четырех различных значениях энергии импульса накачки. Ширина спектра крыла [c.241]

Влияние группового разбегания импульсов на ВКР сверхкоротких импульсов исследовалось в эксперименте [96], где мощность импульсов накачки длительностью 35 пс на длине волны 532 нм варьирова-la b в пределах 140-210 Вт, а длина световода-в пределах 20-100 м. Временные характеристики измерялись при помощи скоростного dTe-фотодиода и осциллографа. Результаты показывают, что генерация импульса ВКР происходит на первых трех-четырех длинах группового разбегания. Если эффективность преобразования в ВКР [c.244]

Подводя итоги данной главы, отметим, что ВКР сверхкоротких импульсов в области отрицательной дисперсии световодов-это нелинейное явление, при котором могут генерироваться сверхкороткие солитоноподобные импульсы длительностью менее 100 фс. Эти солитоны нужно отличать от солитонов ВКР, возникающих в молекулярных газах [139]. Там время отклика среды больше длительности солитона, и необходимо учитывать динамику колебательных мод, участвующих в процессе ВКР [139- 141]. В случае световодов время комбинационного отклика много меньше длительности солитона. [c.253]

Одним из наиболее ярких достижений лазерной физики последнего времени, несомненно, стала разработка методов генерации и формирования световых импульсов длительностью — фемтосекундных импульсов, под огибающей которых укладывается всего лишь несколько периодов колебаний. Радикальное сокращение временных масштабов сопровождалось впечатляющим прогрессом физики и техники сверхкоротких световых импульсов. В огромной мере расширились возможности спектроскопии быстропротекающих процессов (в этой связи последствия перехода к фемтосекундным импульсам справедливо сравнивают с революционными изменениями в пространственном разрешении оптических приборов, последовавшими за изобрете-,нием микроскопа), прогрессировали физика лазерного воздействия на вещество и техника получения сверхсильных световых полей, возникли новые направления в оптической обработке информации, были сформулированы новые подходы в разработке генераторов сверхкоротких рентгеновских и акустических импульсов, электронных Qry TKOB. Речь идет, таким образом, об очень широкой области, многие разделы которой далеко выходят за рамки традиционной физической и прикладной оптики. [c.7]

Рнс. В.1. Диаграмма энергия — время. По оси абсцисс отложена длительность лазерных импульсов Тд, по оси ординат — энергия импульса W, здесь же нанесены уровни равной мощности. Выделенные области параметров сверхкоротких импульсов соответствуют новым направлениям в исследовании сверхбыстрых процессов и в нелинейной оптике сверхсильиых полей [c.11]

Прохождение сверхкоротких импульсов через интерферометры. Отклик интерферометра на сверхкороткий импульс зависит от соотношения его длительности То, времени двойного прохода между зеркалами То и полосы пропускания интерферометра ДсОпр [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]

Нестационарные эффекты при параметрических взаимодействиях сверхкоротких импульсов в среде с квадратичной нелинейностью связаны прежде всего с линейной дисперсией. Как уже указывалось, вплоть до длительностей импульсов 10" с обусловленный электронной нелинейностью квадратичный по полю отклик можно считать практически безынерционным. Тем не менее возникаюш,ие здесь теоретические проблемы оказываются весьма разнообразными и сложными. Даже укороченные уравнения, описываюш,ие трехчастотные взаимодействия волн, не имеют точных решений. Поэтому на первый план выступают различные методы вторичного упрош,ения укороченных уравнений. [c.112]

Рис. 3.29. Спектр сверхкороткого импульса в комбинационно-активной среде. За счет ком-бииациониого самовоздействия импульса длительностью происходит красное смещение максимума в спектре [68]

Естественно, что если речь идет о субнаносекундных и пикосекундных акустических импульсах, возбуждение должно осуществляться сверхкороткими лазерными импульсами. Последнее, однако, ни в коей мере не гарантирует еще получения близкого по длительности к лазерному акустического импульса. Имеется много причин, приводящих к растяжению последнего, поэтому типична ситуация, когда Тз>Ти. Следует подчеркнуть также характерную черту когерентных импульсов деформации, возникающих при опто-акустических взаимодействиях. Возникновение акустического импульса является, по существу, результатом детектирования ( выпрямления ) светового импульса — ситуация, во многом аналогичная таковой при генерации мощных инфракрасных импульсов за счет оптического детектирования сверхкоротких импульсов в среде с квадратичной нелинейностью ( 3.5). Поэтому возникающий акустический импульс — это видеоимпульс, импульс длительностью в один период, имеющий много общего с импульсом черепковского излучения когерентного сгустка нелинейной поляризации. [c.160]

Отметим, что сильная зависимость коэффициента поглощения оптического излучения от превышения энергий светового кванта ширины запрещенной зоны Wg позволяет, используя различные (или перестраиваемые) источники света, в широких пределах изменять характерную глубину области фотогенерации носителей В тех случаях, когда длительность акустических импульсов определяется временем пробега звука по области поглощения света (та т = (6 a) i), это должно приводить к эффективной перестройке длительности акустических импульсов. Для генерации сверхкоротких импульсов деформации с важно, что в полупроводниках можно реализовать поглощение оптического излучения в тонком приповерхностном слое (/ 10- —10-1 см-1). [c.167]

Управление длительностью, включая сжатие до единиц и десятков фемтосекунд, а также формой сверхкоротких импульсов производится с помощью волоконно-оптических компрессоров, содержащих амплитудные и фазовые фильтры. Важным элементом фемтосекундных лазерных систем являются широкополосные усилители (на красителях, эксиме-рах, стеклах, кристаллах с центрами окраски), позволяющие в ряде случаев достичь пиковых значений мощности Вт. И наконец, созданы комплексы контрольно-диагностической аппаратуры, измеряющие энергию, длительность, а также временной ход интенсивности и фазы сверхкоротких импульсов. [c.241]

Переход в фемтосекундный диапазон длительностей стал возможен благодаря прогрессу в генерации сверхкоротких импульсов видимого диапазона, развитию техники волоконно-оптической компрессии, усиления и нелинейно-оптического преобразования частоты из видимого в УФ диапазон. Это позволило сформировать достаточно мощные затравочные импульсы для каскадного усиления в эксимерных усилителях. Преимущества эксимерных сред для усиления фемтосекундных УФ импульсов обусловлены сравнительно большой шириной полосы усиления (Av 160 м для ХеС1 при >.=0,308 мкм), высоким удельным энергосъемом (1 Дж/литр) и большим КПД (1 %). Поэтому фемтосекундные лазерные системы, созданные в ведущих лазерных лабораториях, отличаются, в основном, техникой формирования затравочных УФ импульсов. [c.271]

В настоящее время корреляционные методики стали рутинным способом измерения длительности, а в некоторых случаях и формы сверхкоротких импульсов. При соблюдении специальных условий они пригодны и для измерения длительности предельно коротких импульсов 6—8 фс. Вместе с тем, информация, извлекаемая из корреляционных функций интенсивности, явно не достаточна для современных фемтосекундных систем. Сейчас речь идет о полных измерениях характеристик импульсов, которые включают временной ход огибающей и фазы, а также информацию о статистике в длинных кваз1шерио-дических цугах. Знание перечисленных характеристик позволяет реализовать все возможности физического эксперимента при изучении нестационарного отклика исследуемых объектов. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...