Встречное четырехпучковое взаимодействие

В общем случае при многопучковых взаимодействиях одновременно записывается несколько решеток. Так, при встречном четырехпучковом взаимодействии максимально возможное число записанных решеток равно шести две пропускающих и четыре отражательных. Полная сводка возможных решеток для всех схем четырехволнового смешения приведена в табл. 1.1. [c.22]

Если в среде реально записываются несколько решеток, то суммарный результат энергообмена определяется когерентным сложением вкладов от каждой из них. Естественно, что энергообмен максимален, если все эти вклады имеют одинаковый знак. Такова ситуация при встречном четырехпучковом взаимодействии в средах с локальной кубической нелинейностью, когда вклад от пропускающих и отражательных решеток скла-дьшается. В противоположность этому для фоторефрактивных кристаллов с диффузионным нелокальным откликом вклад от пропускающих и отражательных решеток оказывается противофазным, и эффективность голографического усиления падает [52, 53]. [c.22]

Сигнальный пучок в результате взаимодействия с пучками накачки в нелинейной среде порождает встречную обращенную волну, интенсивность которой может превысить исходную интенсивность сигнальной (встречное четырехпучковое взаимодействие). Такой элемент представляет собой генератор-усилитель волны с обращенным фронтом (рис. 1.76). [c.24]

Встречное и попутное четырехпучковое взаимодействие. Перейдем к рассмотрению действия голографического генератора-усилителя (рис. 1.76), работающего по схеме встречного четырехпучкового взаимодействия. Пусть для определенности пучок накачки 1 и сигнальный пучок 3 записывают в среде пропускающую динамическую решетку изменения диэлектрической проницаемости бб1з (рис. 1.10). Пучок накачки 2, направленный строго навстречу пучку 1, автоматически удовлетворяет условиям брэгговской дифракции на бб)з, при которой рождается когерентный с ним пучок 4, распространяющийся навстречу сигнальному пучку 3 и имеющий по отношению к нему обращенный волновой фронт. В свою очередь, пучки 2 я 4 записывают решетку б62 4 с тем же периодом, что и [c.30]

Рис. 1.10. Параметрическое усиление сигнального пучка и генерация пучка с обращенным фронтом по схеме встречного четырехпучкового взаимодействия

Для лее полного анализа встречного четырехпучкового взаимодействия воспользуемся основными соотношениями в приближении заданного поля пучков накачки для случая записи пропускающих решеток (п. 3.2.3) [c.32]

До сих пор мы рассматривали случай трех пучков, заданных на входе в нелинейную среду, что соответствовало схеме голографического усиления. При этом сдвиг фазовых решеток 6б)з и 6624 составлял тг/2,т.е. был оптимальным. Встречное четырехпучковое взаимодействие возможно и при задании на входе в нелинейный элемент всех четырех пучков с произвольным соотношением фаз, однако усиление уменьшается, если это соотношение отличается от оптимального [61]. При генерации заданы только пучки накачки, и у волн, возникающих из шумов, необходимые фазовые соотношения выполняются автоматически. [c.34]

Сформулируем основные свойства встречного четырехпучкового взаимодействия. [c.34]

В уравнениях (3.13) для встречного четырехпучкового взаимодействия (рис. 3.1 д) следует положить [c.67]

Напомним, что в случае встречного четырехпучкового взаимодействия волнами 1, 3 к 2, 4 записываются пропускающие решетки, а волналш 7,2 7, 4 2, 3 3,4 - отражательные (рис. 3.2). В результате при синхронном встречном взаимодействии, т.е. при 6 = 0, образуются четыре результирующие решетки - одна пропускающая и три отражательные. В случае синхронного попутного четырехпучкового взаимодействия образуются также четыре результирующие решетки, но все они пропускающего типа. [c.71]

Рис. 3.2. Схема схождения волн в нелинейном элементе при встречном четырехпучковом взаимодействии и структура возникающих динамических решеток а - пропускающей, записываемой волнами 1, 3 и 2, 4 б — отражателыюй, записываемой волнами 1, 4 и 2, 3 в - отражателыюй, записываемой волнами 1, 2-, г - отражательной, записываемой волнами 3,4

Из (3.25 ), в частности, следует, что если W комплексно, то Ipp l = = Лрс ограничено по абсолютному значению и лишь в случае действительного отрицательного W параметр может обращаться в бесконечность. Условие действительности W соответствует записи несмещенных динамических голограмм (ч г/ = 0). Это означает, что среда обладает локальным нелинейным откликом. Условие же отрицательности W означает различие в знаках 0з и 04, т.е. удовлетворяется лишь в схеме встречного четырехпучкового взаимодействия (рис. 3.1 д). [c.74]

Обратим внимание на то, %о условие Я = О связывает между собой величину расстройки от условия синхронизма (Ь), интенсивность волн накачки, силу решеток (г у) и иХ фазовый сдвиг (ifiij). В случае синхронного встречного четырехпучкового взаимодействия (Ь = 0) при равенстве интенсивностей волн накачки Я = 0. Если же синхронизм нарушен, т.е. ЪФО, то при локальном нелинейном отклике выбором соотношения интенсивностей волн накачки можно получить Я = О, а следовательно, неограниченное значение Лрс- [c.74]

Видно, что фаза волны 4 обращена по отношению к волне 5 и содержит сумму фаз волн накачки, причем фаза волны 2 взята с учетом ее распространения через нелинейную среду. Кроме того, имеется еще одно слагаемое — функщ1Я F, которая сложным образом зависит от указанных параметров. Для среды с нелокальным откликом и встречного четырехпучкового взаимодействия зта функщ1Я обращается в нуль, а последнее слагаемое равно тг/2. В результате оказывается, что в этом случае происходит строгое обращение волнового фронта с точностью до фазовых фронтов волн накачки. [c.74]

Встречное четырехпучковое взаимодействие на решетках одного типа (пропускаю1Цих или отражательных). Как отмечалось выше, в общем случае при встречном четырехпучковом взаимодействии в среде записываются четыре динамические голограммы. Однако при определенных условиях можно добиться превалирования голограмм одного лишь типа (пропускающих либо отражательных). Именно эти два варианта в настоящее время наиболее исследованы. Остановимся на них подробно. [c.76]

Система уравнений (3.36) переходит в систему уравнений (2.18) работы [8], если рассматривать встречное четырехпучковое взаимодействие в условиях строгого синхронизма (Ь = 0) при симметричном падении волн на границу среды (0i = /З3). [c.78]

Встречное четырехпучковое взаимодействие. Рассмотрим приближение заданных интенсивностей пучков накачки. В этом случае, исходя из (3.23) и (3.24), получаем следующие выражения для амплитудных коэффициентов пропускания и ОВФ-отражения в случае записи одного типа решетки (пропускающей либо отражающей) и строго встречных пучков накачки [c.89]

Так как при встречном четырехпучковом взаимодействии / 2, /З4 < О, а Pi, Рз >0, то из (З.ЮО ) также следует, что сохраняется разность потоков энергии волн 1, 3 и 2, 4, причем также в проекции на ось г. [c.98]

Как легко видеть, для встречного четырехпучкового взаимодействия оба эти случая соответствуют записи лишь пропускающих решеток. Имеется еще один вариант решения уравнения (3.104) [c.100]

Полученные выше решения относятся к случаю у (/) = 0. Однако представляет интерес случай, когда на оба входа нелинейной среды подаются слабые волны 3 тл. 4. Тогда при решении следует исходить из уравнения (3.105),когда Го О и определяется из (3.102) с учетом разности фаз взаимодействующих волн Ф. Эта зависимость вполне понятна, поскольку величина Ф показывает относительный сдвиг встречных решеток волн 1, 3 к 2, 4 для пропускающих решеток либо решеток, записываемых волнами 1, 4 п 2, 3 ъ отражательной геометрии. От значения этого сдвига зависит эффективность энергообмена при встречном четырехпучковом взаимодействии [23], а поскольку энергообмен максимален при сдвиге решеток на четверть периода, то для эффективного усиления волн J и 4 должно выполняться условие Ф = —7г/2 [23]. Исходя из этого, для отыскания максимального коэффищ1ента отражения положим >>(/) =у и Ф= -тг/2. При этом [c.102]

Приведенные в данном разделе результаты показывают, что для нахождения коэффищ1ентов передачи через нелинейную среду при встречном четырехпучковом взаимодействии следует решать трансцендентные уравнения. Однако для определения порога генерации можно воспользоваться приближением заданных интенсивностей волн накачки, поскольку на пороге генерации интенсивность волн 3 и 4 мала. [c.102]

Рис. 3.20. Схема генерации разъюстированных волн в резонаторе, содержащем обычное зеркало и обращающее зеркало, на основе встречного четырехпучкового взаимодействия

Следует отметить, что указанная картина многопучковой (более четырех пучков) генерации должна наблюдаться и в других конфигурациях резонаторов, например в двухзеркальном. Это необходимо учитывать при расчете характеристик оптических генераторов с обращающими зеркалами за счет встречного четырехпучкового взаимодействия. [c.108]

Следует отметигь, что, как было показано в [10, 23], условием оптимального жергообмета при встречном четырехпучковом взаимодействии является равенство суммарной интенсивности волн, падающих на противоположные грани нелинейной среды [c.112]

Генератор с линейным резонатором. Экспоненциальное усиление, обеспечиваемое активной средой с нелокальным механизмом нелинейности, позволяет осуществить генерацию в обычном дпя оптического диапазона открытом резонаторе, образованном парой параллельных друг другу плоских либо слабо сферических зеркал (рис. 4.6). Возникновение генерации приводит к появлению двух встречных волн в кристалле, которые по отношению к падающей извне волне могут рассматриваться как волны Накачки. В результате встречного четырехпучкового взаимодействия рождается четвертая волна, являющаяся обращенной по отношению к падающей. [c.134]

Фаза обращенной волны ( рс для среды с чисто нелокальной нелинейностью при встречном четырехпучковом взаимодействии связана [c.153]

Расчет, выполненный в [71], показал, что в условиях совмещения обоих этих процессов (попутного и встречного) безрезонаторная генерация возможна и порог ее возникновения вдвое ниже, чем для случая одного лишь встречного четырехпучкового взаимодействия. При этом небольшое отступление от коллинеарности встречных волн накачки на величину, большую угловой селективности, возникающей в кристалле решетки, — приводит к однозначной локализации генерационных пучков в пространстве условиями синхронизма (рис. 4.37) [c.171]

Как видно, особенность в правой части (4.67) возникает при значении Г / = 2, меньшем, чем в случае встречного четырехпучкового взаимодействия, в котором, согласно (3.156), =4 (рис. 4.38). [c.173]

Выше были приведены результаты по генерации в линейном ОВФ-резонаторе с одним обыкновенным зеркалом. Однако схема встречного четырехпучкового взаимодействия позволила реализовать и режим генерации в кольцевом резонаторе [15]. Лазер накачки и кювета с Na были те же, что и в описанном выше эксперименте. Исследованы были две схемы резонаторов (рис. 5.8) одна — классическая (рис. 5.8д), когда резонатором замыкаются вход и выход нелинейной среды вторая — нетрадиционная, которая, по сути, представляет собой линейный резонатор с двумя обращающими зеркалами, имеющими общие пучки накачки. [c.184]

Можно с уверенностью утверждать, что наиболее популярным и далеко продвинутым приложением четырехволнового смешения является использование пучков с обращенным волновым фронтом для исключения возмущений, возникающих при прохождении излучения через оптические элементы, волоконные линии связи, атмосферу. Исходной была так называемая двухпроходовая геометрия по схеме встречного четырехпучкового взаимодействия (п. 1.1.3), в которой сигнальный пучок, несущий полезную информацию, проходил через искажающие среды или элементы. Рождающийся обращенный пучок возвращался неискаженным в область излучения или сопряженную с ней с помощью полупрозрачного расщепителя пучков. Однако при этом, как не раз отмечалось, источник излучения по сути говорит сам с собой . Хотя бы для частичного преодоления этого недостатка схем связи с обращающими зеркалами были предложены различные варианты однопроходовой геометрии (см. [22, 23] и список литературы в них). К сожалению, помимо неизбежно возникающих ограничений на передаваемую информацию и полноту сопряжения все они страдают общим недостатком для высококачественного обращения волнового фронта необходимо после одного прохода наряду с искаженным сигнальным пучком иметь когерентные с ним неискаженные пучки накачки. Такие условия легко реализуются в лабораторных условиях, но не при прохождении пучков сквозь атмосферу либо по волоконным линиям, длина которых много больше длины когерентности излучения накачки. [c.222]

В первом варианте в одном плече зеркало заменено голографическим усилителем на встречном четырехпучковом взаимодействии (п. 1.1.3) с накачкой от лазера на входе интерферометра [28]. Измерения взаимных фазовых сдвигов можно производить только в плече с обычным зеркалом, а невзаимных — в любом из плеч (п. 7.1.2, рис. 7.3). При этом появляется новая возможность раздельного измерения взаимной и невзаимной компонент фазового сдвига для заданного объекта по разности смещения интерференционных полос при его помещении поочередно в оба плеча. Основные достоинства схемы — самоюстировка плеча с обращающим зеркалом, его нечувствительность к фазовым возмущениям, возможность управления контрастом интерференционной картины за счет перекачки энергии в обращенный пучок. [c.226]

Минимальные значения / нас. следовательно, и наибольшую чувствительность имеют пары щелочных металлов при низких давлениях. В частности, пары натрия являются наиболее часто используемой средой для демонстрации целого ряда нелинейных эффектов. При использовании паров натрия получены рекордные коэффициенты усиления четвертого пучка во встречной и попутной схемах четырехпучкового взаимодействия. [c.60]

При строгом синхронизме (б = О и G = 0) параметр Ь = О и устраняется влияние суммарного пространственно однородного изменения показателя преломления, наводимого взаимодействующими волнами. При встречном четьфехпучковом взаимодействии задача является граничной, поскольку изначально две волны заданы при z = О, а две — при z =1. Дня попутного четырехпучкового взаимодействия получаем задачу с начальными данными, так как все волны заданы на одной границе z = 0. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...