Фазовая самомодуляция импульсов в нелинейной среде

Фазовая самомодуляция импульсов в нелинейной среде. Как можно видеть из рассмотрения в п. 1.5.1, ключевыми проблемами при сжатии импульсов во времени являются обеспечение линейной частотной модуляции импульса и выбор дисперсионной линии нужной длины и знака дисперсии групповых скоростей. [c.53]

Первая проблема решается за счет фазовой самомодуляции импульса в нелинейной безынерционной среде. [c.53]

Рис. 3.5, Рассчитанный спектр мошности, получающийся в результате фазовой самомодуляции светового импульса в нелинейной среде а - спектр, соответствующий фазовой модуляции симметричной относительно максимума б - спектр при самомодуляции, характеризующейся затянутым во времени спадом [4]

На рис. 3.5 показан рассчитанный в [4] вид спектра импульса, распространяющегося в нелинейной среде и испытывающего фазовую самомодуляцию. В случае, когда нелинейность является безынерционной, А р отслеживает изменение интенсивности светового импульса во времени, и спектр оказывается уширенным симметрично в обе стороны от частоты лазера (рис. 3.5а). Если же нелинейность обладает инерционностью, т.е. не успевает отследить изменение интенсивности лазерного излучения во времени, то в зависимости фазового набега А<р от времени появляется характерный затянутый спад (при гауссовом импульсе на входе), а спектральное уширение импульса оказывается несимметричным относительно центральной частоты спектральное уширение с высокочастотной стороны выражено гораздо слабее (рис. 3.56). Экспериментально зарегистрированное [10] спектральное уширение гауссова импульса длительностью 2,7 пс при времени релаксации нелинейности 9 пс имело именно такой вид (рис. 3.6). [c.192]

Временные и пространственные самовоздействия аналогии и различия. Физика самовоздействия волнового пакета проиллюстрирована на рис. 2.2, на котором качественно показано, как изменяются фаза импульса, его форма и частотный спектр s((o) по мере распространения в нелинейной диспергирующей среде с пС>0 при 2<0. Много общего с рассмотренным процессом имеет самовоздействие волнового пучка. Начальный этап самовоздействия пучка, как и волнового пакета, связан с фазовой самомодуляцией. Однако теперь это пространственная самомодуляция, при которой неоднородное распределение интенсивности за счет нелинейности показателя преломления деформирует волновой фронт. В среде с пС>0 при мощности пучка, превышающей так называемую критическую наведенная пространственная самомодуляция приводит к сжатию пучка с колоколообразным распределением интенсивности — возникает эффект самофокусировки [1]. [c.71]

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]

Фазовая самомодуляция реального лазерного импульса даже в среде с безынерционной нелинейностью приводит к сложному закону изменения фазы со временем. Другими словами временная линза , основанная на ФСМ, обладает, вообще говоря, сильными аберрациями. Нетрудно убедиться, однако, что дисперсия второго порядка способна в значительной мере исправить положение. [c.177]

Фазовая самомодуляция достаточно мощных импульсов в среде с безынерционной нелинейностью (электронный эффект Керра) является на настоящий день единственным реальным способом создания необходим мой частотной модуляции. При этом среду для фазовой самомодуляции удобно брать в виде тонких длинных стеклянных (или кварцевых) волокон нужной длины - оптических волоконных световодов. [c.54]

ГД6 мин — мин. длительность импульса при компрессии. В качестве сред с аномальной дисперсией могут быть использованы пары металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса), устройства, состоящие из двух дифракц. решёток, нек-рые типы интерферометров. Оптимальной нелинейной средой для получения фазовой самомодуляции оказываются одномодовые волоконные световоды. Малость нелинейности (для кварцевого волокна % = 3,2-10" см /кВт) с избытком компенсируется возможностью поддержания устойчивого поперечного профиля пучка диам. 3 — 10 мкм па расстояниях порядка длины поглощения Z и 6 (в видимом диапазоне = 10 —10 ем). Оптич. компрессор, состоящий из волновода с нормальной дисперсией и двух дифракц. решёток, позволяет получить S 10. Существ, сжатия могут быть получены и при генерации оптич. солитонов. [c.304]

Явление фазовой самомодуляции на спектральном языке проявляется как уширение спектра импульса. Ширина спектра, как показано в 2.3—2.5, зависит от нелинейности среды и пройденного расстояния. Однако в целом ряде экспериментов с импульсами пико- и фемтосекундной длительности наблюдались уширения спектра, существенно превышающие предсказываемые формулой (2.3.11), простирающегося, как правило, от ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Этот эффект принято называть сверхуширением или генерацией суперконтинуума. Исследования сверхуширения спектра пикосекундных импульсов проводились главным образом в 70-е годы (см., например, [43—48]), В последнее время были выполнены эксперименты по сверх-уширению спектра фемтосекундных импульсов [49—52]. Интерес к постановке таких опытов связан с весьма высокими интенсивностями и напряженностями электрических полей, которые можно получить с этими импульсами. Ниже мы остановимся на некоторых результатах экспериментов с фемтосекундными импульсами. [c.91]

Обсудим еще один возможный механизм уширения спектра — фазовую кросс-модуляцию. Применительно к нелинейной оптике этот эффект впервые анализировался в [55]. Суть его состоит в следующем. При одновременном распространении в кубичной среде на разных частотах слабого и интенсивного коротких импульсов последний вызывает изменение фазы слабого импульса. Фазовая кросс-модуляция, подобно эффекту самомодуляции, приводит к уширению спектра слабого импульса. В [56] рассчитано индуцированное сверхуширение спектра слабой второй гармоники, обусловленное мощным импульсом основного излучения в кубичной среде. Эксперименты по индуцированному спектральному уширению выполнены в [57]. Импульс основного излучения (Л=1060 нм) имел длительность 8 пс и максимальную энергию 2 мДж, энергия слабого импульса второй гармоники ( 2=530 нм) составляла 80 мкДж. Распространение в стекле одного лишь импульса второй гармоники приводило к незначительному уширению спектра. Наличие же интенсивного основного импульса сопровождалось сверх-уширением спектра второй гармоники. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...