Нелинейные методы сжатия импульсов

Нелинейные методы сжатия импульсов [c.217]

Если же говорить о методах генерации сверхкоротких лазерных импульсов, то здесь последние годы принесли отчетливое смещение акцентов. Если на первом этапе основные усилия были направлены на получение стабильной синхронизации мод лазеров с максимально широкой полосой усиления, то в последние годы все большее значение приобретали методы сжатия и формирования импульсов в пассивных системах. Это вызвало всплеск интереса к различным аспектам физики линейного и нелинейного распространения коротких световых пакетов. [c.7]

Наиболее удобным на сегодняшний день методом создания столь быстрой модуляции оказывается фазовая самомодуляция в среде с практически безынерционной электронной нелинейностью. Идеальная система сжатия, по аналогии с безаберрационной фокусировкой волнового пучка, предполагает осуществление линейной по времени частотной модуляции и точной фазировки компонент уширенного спектра в фокальной точке. Практическая реализация условий идеального сжатия — сравнительно трудная задача. Устранение аберраций, возникающих в модуляторе и компрессоре, повышение энергетического КПД, улучшение качества и стабильности сжатых импульсов, эффективное управление формой — проблемы, привлекающие сейчас наибольшее внимание. [c.172]

В данном разделе мы рассмотрим активно развиваемые в последние годы методы сжатия (компрессии) длительности импульсов на основе различных нелинейных эффектов. [c.217]

Одними из перспективных методов интенсификации производства в нефтегазодобывающей промышленности являются методы, основанные на волновой технологии [1-3]. В ее основе лежит идея о преобразовании колебаний и волн в другие формы механического движения. Нелинейная волновая механика многофазных систем позволила открыть ряд эффектов, происходящих в многофазных системах, в частности односторонне направленное перемещение твердых частиц и капель и ускорение течений жидкости в капиллярах и пористых средах, увеличение амплитуды волны по мере удаления от источника из-за нелинейного взаимодействия волн и пр. Для реализации этих эффектов в промышленности необходимы генераторы, создающие требуемые типы волн — гармонические, периодические импульсы, ударные и т. д. В зависимости от конструктивного исполнения устройств, предназначенных для создания периодических импульсов, можно обеспечить как ударное, репрессивное, так и депрессивное воздействие на пласт с целью повышения производительности добывающих или приемистости нагнетательных скважин. Принцип действия некоторых конструкций, предназначенных для ударного воздействия на пласт, можно охарактеризовать как мгновенную остановку падающего столба жидкости. Для определения амплитуды ударного воздействия и формы импульса необходимо знать волновую картину (динамику распространения прямых и отраженных волн сжатия и разряжения), возникающую в жидкости. [c.208]

Оптические схемы с компрессией импульсов. Подавление нелинейных эффектов возможно при усилении длинных лазерных импульсов с последующим их сжатием нелинейно-оптическими методами [61], рассмотренными в гл. 5. [c.267]

В соответствии со сказанным книга содержит четыре главы. В главе I сгруппированы вопросы, относящиеся к проблеме генерации мощного лазерного излучения. В главе П рассматриваются общие вопросы поведения различных типов вещества в поле мощного лазерного излучения, включая лазерный нагрев однородной и неоднородной плазмы, механическое действие лазерного излучения на свободные заряды и твердые тела, резонансные и нерезонансные воздействия лазерного излучения на конденсированные среды, тепловое воздействие лазерного излучения. В шаве III затрагиваются основные проблемы нелинейной оптики под углом зрения описания поведения и взаимодействия световых волн в нелинейных средах и самовоздействия лазерных пучков и импульсов. В главе IV содержится сжатое изложение основных принципов диагностики вещества методами нелинейной лазерной спектроскопии. В дополнении приведено соотношение между классическим и квантовым описаниями резонансных процессов в лазере, дана методика определения свойств пространственной симметрии тензоров нелинейных оптических восприимчивостей. [c.7]

Компрессия импульсов в нелинейных диспергирующих средах. Освоение субпикосекундного и фемтосекундного диапазонов длительности имиульсов во многом связано с развитием методов сжатия импульсов лазерного излучения в нелинейных диспергирующих средах [72]. В качестве таких сред чаще всего применяются стеклянные или кварцевые световоды, большая длина которых при малых неактивных потерях позволяет создавать условия эффективного протекания нелинейных процессов при малых мощностях лазерного излучения. В качестве таких эффектов могут использоваться различные нелинейные процессы ВКР, четырехволновое взаимодействие, фазовая модуляция [72—74]. Наиболее исследованным и часто применяемым является последний эффект. Его сущность легко понять из рассмотрения из.менения фазы мощной световой волны (с волновым числом к) в нелинейной кубичной среде длиной [c.224]

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]

В гл. 6 рассматривается сжатие импульсов, важное с технологической точки зрения, так как это нелинейное явление было использовано для получения импульсов длительностью 6 фс. Используются два типа оптических компрессоров в зависимости от того, длина волны X больше или меньше длины волны нулевой дисперсии волокна. В видимой и ближней инфракрасной областях (к < 1,3 мкм) оптические импульсы можно сжимать в волоконнорешеточном компрессоре до 100 раз. Подробно обсуждаются теория и конструкция таких компрессоров. В области длин волн 1,3-1,6 мкм в компрессорах, основанных на солитонном эффекте, можно сжимать оптические импульсы в 100 раз, используя фундаментальное свойство солитонов высших порядков. Сочетая эти два метода сжатия в области длин волн вблизи 1,3 мкм и используя световод со смещенной дисперсией, можно получить сжатие в 5000 раз. Дается обзор экспериментальных достижений в этой области, а также теория компрессоров, основанных на солитонном эффекте. [c.29]

Одним из важнейших применений нелинейных эффектов в волоконных световодах является сжатие оптических импульсов экспериментально были получены импульсы длительностью вплоть до 6 фс. В данной главе рассмотрены методы компрессии импульсов, их теоретические и экспериментальные аспекты. В разд. 6.1 изложена основная идея, представлены два вида компрессоров, обычно используемых для сжатия импульсов,- волоконно-решеточные компрессоры и компрессоры, основанные на эффекте многосолитонного сжатия. В волоконно-решеточном компрессоре используется отрезок волоконного световода с положительной дисперсией групповых скоростей, за которым следует дисперсионная линия задержки с отрицательной дисперсией групповых скоростей, представляющая собой пару дифракционных решеток. Дисперсионная линия задержки рассмотрена в разд. 6.2, в то время как в разд. 6.3 представлены теория и обзор экспериментальных результатов. В компрессорах, основанных на эффекте многосолитонного сжатия, используются солитоны высших порядков, которые существуют в световоде благодаря совместному действию фазовой самомодуляции (ФСМ) и отрицательной дисперсии. Теория такого компрессора представлена в разд. 6.4, далее следуют экспериментальные результаты. Следует отметить, что в одном из экспериментов по компрессии оптические импульсы были сжаты в 5000 раз при этом была использована двухкаскадная схема сжатия, в которой за волоконно-решеточным компрессором следовал оптимизированный компрессор, основанный на эффекте многосолитонного сжатия. [c.147]

Следующий крупный успех — прорыв в область пикосекундных масштабов времени (t 10 с) датируется 1966—1968 гг. В эти годы были предложены и реализованы методы синхронизации продольных мод лазеров и созданы первые пикосекундные лазеры на стекле с неодимом, генерировавшие импульсы с длительностями до нескольких пикосекунд (их стали называть сверхкороткими ) и мощностями 10 —10 Вт. В те же годы были предложены и впервые продемонстрированы методы нелинейно-оптического формирования и сжатия пикосекундных импульсов, запущены параметрические генераторы перестраиваемых по частоте пикосекундных импульсов, позволившие перекрыть видимый и инфракрасный диапазоны спектра. Таким образом, была продемонстрирована эффективность использования быстрой электронной нелинейности в пико- и субпикосекундной оптической технике. [c.9]

Реальные количественные закономерности дисперсионного режима сжатия были установлены в [17, 19] методами математического моделирования. В численных экспериментах нелинейное уравнение Шредингера (4.3.1) интегрировалось по t, при различных параметрах нелинейности R. Вычислялись профили интенсивности, распределения текущей частоты в различных сечениях световода и результаты сжатия час-тотпо-модулированных импульсов при оптимальной настройке решеточного компрессора. На рис. 4.7 приведены зависимости минимальной длительности импульса от длины световода. Видно, что для каждого значения R существует оптимальная длина световода Lonr, при которой достигается максимальная степень сжатия Наличие экстремума связано с тем, что на малых рас стояниях 2 Lф форма импульса еще практически не изменилась и нелинейное ушире-ние спектра растет пропорционально р асстоя нию (2). Н а р ас-стоянии расплывание [c.180]

НС необходимы среды с малым Тр, например плазма [74, 751, или специальные методы беспороговое ОВФ [571, сжатие (см. гл. 5) или профилирование [761 импульса. При беспороговом режиме отражения коротких импульсов отражение происходит от готовой гиперзвуковой решетки, предварительно сформированной отдельным длинным лазерным импульсом. ОВФ в этом режиме можно трактовать как четырехволновое взаимодействие на гиперзвуковой нелинейности, где роль накачек с комплексно-сопряженными волновыми фронтами выполняет длинный лазерный импульс и обращенный ему пучок, а сигнальной волной является короткий лазерный импульс. При экспериментальной реализации этого метода коэффициенты отражения короткого (/ 3 не) импульса достигали / 0,2-0,3. [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...