Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Исследование спектральных и шумовых характеристик последовательностей ультракоротких импульсов в нелинейно-оптических средах

Диссертация: Исследование спектральных и шумовых характеристик последовательностей ультракоротких импульсов в нелинейно-оптических средах
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Фемтосекундная фурье-спектроскопия известна широкой областью применения. Многие прецизионные эксперименты, направленные на изучение самых разнообразных сред и процессов используют ее методики. Двухфотонная фурье-спектроскопия одна из таких задач. Эксперимент по фемтосекундной спектроскопии цезия был осуществлен и обоснован, но не был описан теоретически. Данная работа восполняет этот пробел… Читать ещё >

Содержание

  • Актуальность темы
  • Цель и задачи исследования
  • Научная новизна
  • Структура и краткое содержание работы
  • Научные положения, выносимые на защиту
  • Глава 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И МЕТОДЫ
    • 1. 1. Общие принципы формирования уширенного фемтосекундного комба
    • 1. 2. Распространение импульсов в оптических волокнах
    • 1. 3. Численное решение НУШ: фурье-метод с расщеплением по физическим факторам
  • Глава 2. СПЕКТРАЛЬНОЕ УШИРЕНИЕ УКИ В СПЕЦИАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ
    • 2. 1. Нелинейные и дисперсионные эффекты в волноводах с перетяжкой
    • 2. 2. Численное моделирование распространения фемтосекундных импульсов Ti: S лазера в волноводах с перетяжкой
    • 2. 3. Спектральное уширение последовательностей фемтосекундных импульсов в волноводах с непостоянной дисперсией
  • Глава 3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ УКИ В ВОЛНОВОДАХ: ФЛУКТУАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ
    • 3. 1. Фемтосекундный комб и статистические модели спектров последовательностей УКИ
    • 3. 2. Фазовые флуктуации в последовательностях импульсов
    • 3. 3. Флуктуации амплитуды и фазовая самомодуляция в оптическом волокне
    • 3. 4. Влияние дисперсии групповых скоростей. Спектральная мощность шумов
  • Глава 4. УЛЬТРАКОРОТКИЕ ИМПУЛЬСЫ И ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ
    • 4. 1. Фурье-спектроскопия многоуровневых систем
    • 4. 2. Локальная коррекция поля и Фурье-спектроскопия плотных сред. Суперлюминисценция в плотных средах
    • 4. 3. Фурье-спектроскопия сред с сильной диполь-дипольной связью и контроль стабильности последовательностей УКИ

Исследование спектральных и шумовых характеристик последовательностей ультракоротких импульсов в нелинейно-оптических средах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

.

За четыре последних десятилетия, лазерные технологии прошли гигантский путь, сократив временной масштаб длительностей импульсов на девять порядков — от микродо фемтосекунд. Современные методики позволяют получать стабильные сигналы длительностью всего в несколько фемтосекунд [1−7], более того появляются сообщения об освоении в ультрафиолетовой области излучения следующего за фемтосекундныматтосекундного диапазона [8,9].

Термин «ультракороткие импульсы» относится к импульсам длительностью не превышающим несколько десятков пикосекунд, но чаще употребляется для обозначения фемтосекундного диапазона. Как правило в качестве генераторов УКИ используются лазеры с пассивной синхронизацией мод [10−19], среди которых наиболее широко распространены Ti: S лазеры [11−13].

Важность расширения диапазона длительности лазерных импульсов (и в особенности — сокращения их длительности) трудно переоценить. Сегодня лазерные методики с использованием УКИ лежат в основе целого ряда фундаментальных физических экспериментов, спектроскопических прецизионных измерений [25−27], измерений сверхбыстрых процессов в химии [47] и биологии [20], используются в информационных технологиях [24], медицине [21−23], материаловедении [90] и метрологии [86].

В этой связи симптоматичным выглядит даже тот факт, что первая Нобелевская премия, в преамбуле к которой упоминались ультракороткие импульсы, была присуждена по химии, а не по физике: в 1999;ом году ее получил Ахмед Зевейл «за изучение переходных состояний химических реакций с помощью фемтосекундной спектроскопии» [47].

Шестью годами позже, в 2005;ом, лауреатами Нобелевской премии по физике стали: Рой Глаубер, Джон Холл и Теодор Хэнш. Т. Хэншу и Дж. Холлу премия присуждена за работы в области прецизионной лазерной спектроскопии, «включая технику измерения, основанную на использовании частотных гребенок». Они добились впечатляющих результатов в создании и развитии новой методики измерения электромагнитных колебаний с недостижимой ранее точностью (до 15 знаков), что явилось неоценимым подспорьем в лазерной спектроскопии, а также открыло путь для самых разнообразных форм применения — от создания оптических часов до улучшения технологии спутниковой навигации. Ряд работ Холла и Хэнша за последнее десятилетие посвящены спектроскопии (и в частности — Фурье-спектроскопии) с использованием фемтосекундных лазеров [25,26,35].

Прорыв в области генерации УКИ привел к открытию нового и чрезвычайно важного нового явления — спектрального сверхуширения фемтосекундных импульсов в оптических волокнах. В настоящее время это явление больше известно как генерация спектрального суперконтинуума (ССК) [34−46]. Генерация ССК связана с эффективностью нелинейных процессов в волокне при распространении фемтосекундных импульсов, для которых характерны высокие интенсивности.

Генерация ССК явилась революционным открытием для метрологии [27−30]. Фемтосекундные комбы — спектр излучения фемтосекундных лазеров — представляют собой детерминированную решетку частот, характеристики которой зависят от частоты повторений импульсов. При прохождении фемтосекундного импульса через оптические волокна спектр мод может уширяться более чем на октаву. Таким образом, с созданием оптоволоконных систем уширения спектра мод открылись уникальные возможности по синтезу и измерению частот от радио до УФ диапазонов.

Процесс формирования спектральной огибающей импульса в волокне связан с действием целого ряда нелинейных эффектов, среди которых: фазовая самомодуляция [32, 89, 91−93], образование ударной волны [94], рамановское рассеяние [41, 95]. В настоящее время опубликовано и продолжает публиковаться большое число теоретических и экспериментальных работ по исследованию процессов уширения спектра фемтосекундных импульсов в микроструктурированных волокнах [34, 38] и волокнах с перетяжкой [36, 39, 85].

Цель и задачи исследования

.

Целью работы является:

Разработка теоретической и численной моделей, описывающих спектральные и шумовые характеристики последовательности ультракоротких импульсов при их взаимодействии с нелинейно-оптическими средами.

Задачи исследования:

1. Построить численную модель прохождения фемтосекундных импульсов в волокнах с перетяжкой. Оценить влияние основных нелинейных и дисперсионных эффектов на формирование уширенного спектра в волокнах данного типа.

2. Построить численную модель прохождения фемтосекундных импульсов в волокнах с непостоянным диаметром (убывающей дисперсией) с учетом изменений дисперсионного профиля по длине волокна. Исследовать влияние параметров волокна на форму уширенного спектра.

3. Разработать теоретическую и численную модели для описания влияния флуктуаций интенсивности на спектральные характеристики последовательностей УКИ при прохождении через оптические волокна с учетом нелинейных и дисперсионных эффектов.

4. Оценить параметры соответствия спектров отдельного фемтосекундного импульса и последовательности УКИ при прохождении через оптические волокна в присутствии амплитудных флуктуаций.

5. Выявить и обосновать возможность использования методов Фурье-спектроскопии для исследования оптически плотных сред с сильной диполь-дипольной связью и многоуровневых квантовых систем. Рассмотреть возможность использования методов ФС для оценки амплитудных шумов в последовательностях УКИ.

Научная новизна и практическая ценность.

В последние годы в связи с прогрессом в области генерации УКИ и появлении новых оптических волокон генерация суперконтинуума получила широкое распространение. В то же время, несмотря на большой исследовательский интерес и объем накопленной научной литературы, остается множество нерешенных или недостаточно изученных вопросов.

Генерация суперконтинуума в настоящее время осуществляется с использованием оптических волокон различного типа микроструктурированных волокон, волокон с перетяжкой. При этом параметры специальных оптических волокон (с перетяжкой и микроструктурированных), предназначенных для уширения спектра фемтосекундных лазеров, могут меняться в очень широких пределах. Поскольку для оптимального решения разных задач требуются различные спектральные параметры излучения на выходе из волокна, изучение характеристик конкретных нелинейностей в зависимости от параметров волокон и их влияние на преобразованный спектр излучения является необходимым условием оптимизации. В настоящей работе рассматривается уширение спектра в волокнах с перетяжкой. При этом, поскольку экспериментов с подобными волокнами было сравнительно немного [36, 112, 113, 132−135], и проводились они в разных условиях, теоретическое описание и численный расчет уширения спектра, представленный в данной работе, представляется обоснованной и актуальной задачей.

Шумы излучения лазеров с синхронизацией мод довольно подробно изучены [102−111]. Фактически, в этих работах речь идет о шумах в спектрах последовательности УКИ как лазерного излучения (на входе в волокно). В рамках задачи о генерации суперконтинуума в оптических волокнах проблема стоит иначе: точность прецизионных измерений должна определяться шумами (фундаментальными и техническими) спектральных компонент преобразованного волокном спектра излучения, то есть нелинейная среда должна вносить свой вклад в спектральные искажения. В научной литературе есть несколько исследований по этому вопросу [101], однако сложность проблемы предполагает различные подходы к ее решению. Модель исследования спектральных искажений для цугов импульсов, предложенная в настоящей работе, является новым исследованием, открывающим ряд необычных свойств преобразования шумов в оптических волокнах.

Фемтосекундная фурье-спектроскопия известна широкой областью применения. Многие прецизионные эксперименты, направленные на изучение самых разнообразных сред и процессов используют ее методики. Двухфотонная фурье-спектроскопия одна из таких задач. Эксперимент по фемтосекундной спектроскопии цезия был осуществлен и обоснован [25], но не был описан теоретически. Данная работа восполняет этот пробел. Другой, довольно широко обсуждавшейся в последнее десятилетие задачей является локальная коррекция поля в оптически плотных средах с сильной диполь-дипольной связью [58−61,63−67]. Настоящая работа предлагает новый метод регистрации и исследования этой важной поправки, вносимой коллективными эффектами. Кроме того, предложен новый метод оценки амплитудного шума в последовательностях УКИ.

Научная новизна.

1. На основе нелинейного уравнения Шредингера развиты и обоснованы методы численного анализа процесса спектрального уширения ультракоротких импульсов в специальных оптических волокнах двух типов: с перетяжкой и меняющейся по длине дисперсией.

2. Разработан численный алгоритм расчета спектральных искажений для цугов ультракоротких импульсов в присутствии амплитудных флуктуаций (флуктуаций интенсивности) на входе в нелинейное оптическое волокно.

3. Изучены особенности спектральных искажений, вызванных амплитудными флуктуациями, для различных условий спектрального уширения в оптическом волокне.

4. Предложен новый метод регистрации и исследования поправок, вносимых локальной коррекцией поля в задачу о резонансном взаимодействии двухуровневых атомов с полем, а также — метод оценки амплитудного шума в последовательностях УКИ.

Структура и краткое содержание работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Выводы.

Основным результатом работы является определение спектральных и шумовых характеристик оптических волокон специального типа: волокон с перетяжкой и волокон с изменяющейся по длине хроматической дисперсией.

Проведены численные эксперименты, показана возможность изменения спектральной огибающей, путем изменения параметров волокна и вводимого излучения. Найдены основные механизмы спектрального уширения и формирования огибающей. Для исследованных волокон генерация суперконтинуума происходит главным образом за счет фазовой самомодуляции. При этом другие нелинейные эффекты (рамановское саморассеяние, формирование ударной волны) и дисперсия групповых скоростей могут изменять форму спектра, но существенно влияют на степень уширения — редко.

В рамках исследования шумовых спектральных характеристик последовательностей УКИ, уширенных в оптических волокнах, были рассмотрены две задачи: формирование спектра в присутствии амплитудных флуктуаций на входе в волокно под действием одной фазовой самомодуляции и — фазовой самомодуляции в присутствии дисперсии групповых скоростей. Численные эксперименты производились.

2 3 для цугов, состоящих из 10−10 импульсов. Показано, что существенные различия в спектрах начинают проявляются при амплитуде флуктуаций.

Особым случаем является распространение последовательности УКИ в области аномальной дисперсии, где оценки суммарной мощности шума для типичных параметров экспериментов по генерации ССК.

Важным выводом исследования численной модели является тот факт, что в присутствии амплитудных флуктуаций экспериментально регистрируемый спектр не соответствует не только расчетным значениям для единичного (среднего) импульса, но и огибающей спектра последовательности, регистрируемой экспериментально.

Фемтосекундная Фурье-спектроскопия предоставляет хорошую возможность для исследований оптически плотных и многоуровневых атомных систем и структур, поскольку с одной стороны статистика Фурье очень эффективна для больших объемов экспериментальных данных, с другой — широкие спектральные интервалы и высокие интенсивности фемтосекундных импульсов способны инициировать множественные резонансные переходы.

Найдены численное и аналитическое решения для двухфотонной спектроскопии Cs, осуществленной экспериментально [25].

Показано, что в рамках методов ФС даже простейшая двухуровневая среда может быть использована для оценки амплитудных шумов лазеров.

В рамках полуклассической модели сверхизлучения найдены решения для короткой и длинной цилиндрической систем с учетом локальной коррекции поля, вызванной сильной диполь-дипольной связью.

Показана возможность использования методов ФС для исследования сред с сильной диполь-дипольной связью. спектральные искажения видны уже при.

Произведены.

Результаты, полученные в диссертационной работе.

1. Для специальных оптических волокон с перетяжкой и непостоянным диаметром построены численные модели спектрального уширения фемтосекундных лазерных импульсов. Найдено, что дисперсионные эффекты играют существенную роль в формировании огибающей спектра даже для волокон с перетяжками, где дисперсионная длина значительно превосходит размеры волокна. Для волокон с непостоянным диаметром показано, что в случае, когда нулевая точка дисперсии начального участка волокна находится вблизи центральной длины волны вводимого излучения, происходит интенсивная перекачка энергии центральных компонент спектра в коротковолновые и длинноволновые компоненты. Показано, что, варьируя параметры волокна и характеристики вводимого излучения можно эффективно воздействовать на форму огибающей уширенного спектра.

2. Построена аналитическая модель спектральных искажений, связанных с флуктуациями интенсивности в последовательностях фемтосекундных импульсов на входе в оптическое волокно в отсутствии дисперсии, для случая, когда единственным нелинейным эффектом является фазовая самомодуляция. Показано, что интерференция между точками импульса с равными мгновенными отстройками частоты может приводить к заметным искажениям при типичных параметрах экспериментов по генерации спектрального суперконтинуума в волноводах с перетяжкой.

3. Построена численная модель для оценки влияния флуктуаций интенсивности на спектральные искажения с одновременным учетом фазовой самомодуляции и дисперсии. Установлено, что в области аномальной дисперсии амплитудная нестабильность приводит к большим искажениям в спектре по сравнению с областью нормальной дисперсии.

4. Показано, что методы фурье-спектроскопии совместно с последующим численным анализом спектров полученных данных позволяют исследовать как многоуровневые системы, так и коллективные (кооперативные) эффекты в средах с сильной диполь-дипольной связью, требующих локальной коррекции поля. Предложен метод оценки амплитудного шума в последовательностях УКИ.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях и симпозиумах:

Втором международном симпозиуме по современным проблемам лазерной физики (MPLP'97), Новосибирск, 1997.

Девятой конференции по лазерной оптике (IX Conference on Laser Optics), Санкт-Петербург, 1998.

Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (ICONO'98), Москва, 1998.

Третьем международном симпозиуме по современным проблемам лазерной физики (MPLP'2000), Новосибирск, 2000.

Третьем итало-российском симпозиуме по проблемам лазерной физики и технологий (ITARUS'2000), Палермо, Италия.

Международной конференции по лазерной спектроскопии (ICOLS.

2001), Сноуберд, США, 2001.

Конференции по точным электромагнитным измерениям (СРЕМ.

2002), Оттава, Канада, 2002.

Международной конференции по квантовой электронике (IQEC/LAT 2002), Москва, 2002.

Конференции по лазерной оптике (Conference on Laser Optics), Санкт-Петербург, 2003.

Конференции по передовой оптоэлектронике и лазерам (CAOL'2003), Алушта, Украина, 2003.

Конференции по нелинейной волновой физике (NWP'2003), Нижний Новгород, 2003.

Третьем российско-французском лазерном симпозиуме (RFLS-2003), Москва, 2003.

Пятом итало-российском лазерном симпозиуме (ITARUS 2003), Москва.

Четвертом международном симпозиуме по современным проблемам лазерной физики (MPLP'04), Новосибирск, 2004.

Заключение

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Bagayev S.N., Denisov V.I., Korel I.I. et al., Sinchronization of quantum transitions by the coherent interaction of ultra-short electromagnetic pulses with multilevel quantum systems // Laser Physics. 1999. — V. 9, № 3. — P. 731−736.
  2. Denisov V.I., Korel I.I. Cooperative effects and transparency in dense media // In: Proceedings The Third International Symposium on Modern Problems of Laser Physics, V. 1, Novosibirsk, 2000, p. 237−243.
  3. Denisov V.I., Korel I.I. On near dipole-dipole interaction effects in dense media//Proc. SPIE. 2001. — V. 4429. — P. 26−36.
  4. Bagayev S.N., Denisov V.I., Klementyev V.M., Korel I.I., Kuznetsov S.A., Pivtsov V.S., Zakharyash V.F. Femtosecond Combs for Precision Metrology. In book: Femtosecond Laser Spectroscopy / Ed. by Hannaford P. -Springer, 2004, p. 87−108.
  5. Bagayev S.N., Denisov V.I., Klementyev V.M., Korel I.I., Kuznetsov S.A., Pivtsov V.S., Zakharyash V.F. Femtosecond Combs for Precision Metrology // Laser Physics. 2004. — V. 14, №. 11. — P. 1−8.
  6. Denisov V.I., Korel I.I. Amplitude fluctuations and femtosecond pulse train noise in fibers // Laser Physics. 2006. — V. 16, № 3. — P. 507−510.
  7. Spielman Ch., Curley P.F., Brabec Th., Krausz F. Ultrabroadband femtosecond lasers // IEEE J. Quant. Electron. 1994. — V.30, №> 4. — p.1100−1114.
  8. Baltuska A., Wei Z., Pshenichnikov M.S., Wiersma D.A. Optical pulse compression to 5 fs at a 1 MHz repetition rate // Opt. Lett. 1997. — V.22, № 2. P. 102−104.
  9. Nisovi M. et al. Compression of high-energy laser pulses below 5 fs // Opt. Lett. 1997. — V.22, № 8. — P.522−524.
  10. Gallmann L. et al. Pulse compression over a 170-THz bandwidth in the visible by use of only chirped mirrors // Opt. Lett. 2001. — V.26, № 15. — P. 1155−1157.
  11. Brabec Th., Krausz F. Intense few-cycle laser fields: Frontiers of nonlinear optics. // Rev. Mod. Phys. 2000. — V.72, № 2. — P.545−591.
  12. Steinmeyer G. et al., Frontiers in ultrashort pulse generation: Pushing the limits in linear and nonlinear optics // Science. 1999. — V. 286, № 19. — P. 1507−1512.
  13. Albert O., Mourou G. Single optical cycle laser pulse in the visible and nearinfrared spectral range // Appl. Phys. B. 1999. — V. 69, № 1. — P.207−209.
  14. Ким A.B., Рябикин М. Ю., Сергеев A.M. От фемтосекундных к аттосекундным импульсам // УФН 1999. — Т. 169, № 1. — С. 85−103.
  15. Scrinzi A., Geissler М., Brabec Т. Attosecond cross correlation technique // Phys. Rev. Lett. 2001. — V. 86, № 3. — P. 413−415.
  16. F. Krausz et al., Femtosecond solid-state lasers // IEEE J. Quant. Electron. -1992. V. 28, № 10. — P. 2097−2101.
  17. P. M. W. French, The generation of ultrashort laser pulses // Rep. Prog. Phys. 1995,-V. 58.-P. 169−175.
  18. D. H. Sutter et al., Semiconductor saturable-absorber mirror-assisted Ken-lens modelocked Ti: sapphire laser producing pulses in the two-cycle regime // Opt. Lett. 1999. — V. 24. — P. 631−638.
  19. U. Morgner et al., Sub-two cycle pulses from a Kerr-Lens modelocked Ti: sapphire laser // Opt. Lett. 1999. — V. 24, P. 411−419.
  20. E. Sorokin et al., Diode-pumped ultrashort-pulse solid-state lasers // Appl. Phys. B. 2001. — V. 72.-P.3−10.
  21. E. Innerhofer et al., 60 W average power in 810-fs pulses from a thin-disk Yb: YAG laser // Opt. Lett. 2003. — V. 28, № 5. — P. 367−371.
  22. R. Paschotta and U. Keller, Ultrafast solid-state lasers, chapter in «Ultrafast Lasers: Technology and Applications», Marcel Dekker, Inc., New York, 2003. ISBN: 0−8247−0841−5
  23. Martin E. Fermann, Ultrafast fiber oscillators, chapter in «Ultrafast Lasers: Technology and Applications», Marcel Dekker, Inc., New York, 2003. ISBN: 8 247−0841−5
  24. U. Keller, Recent developments in compact ultrafast lasers // Nature. 2003. -V. 424.-P. 831−842.
  25. F. Brunner et al., Powerful RGB laser source pumped with a mode-locked thin disk laser// Opt. Lett. 2004. — V. 29, № 16. — P. 1921−1927.
  26. Femtochemistry and femtobiology. Ed. By: Douhal A. & Santamaria J. -Singapore: World Scientific, 2002 P. 852.
  27. Hartl I. et al. Ultrahigh-resolution optical coherence tomography using continuum generation in an air-silica microstructure optical fiber // Opt. Lett. -2001.-V. 26,№ 9.-P. 608−610.
  28. Povazay B. et al. Submicrometer axial resolution optical coherence tomography // Opt. Lett. 2002. — V. 27, № 20. — P. 1800−1802.
  29. Juhasz T. et al. The femtosecond blade: Applications in corneal surgery // Optics & Photonics News. 2002. — V. 13, № 1, P. 24−29.
  30. Sotobayashi H., Chujo W., Ozeki T. Wideband tunable wavelength conversion of 10-Gbit/s return-to-zero signals by optical time gating of a highly chirped rectangular supercontinuum light source // Opt. Lett. 2001. — V. 26, № 17.-P. 1314−1316.
  31. Bellini M., Bartoli A., and Hansch T.W. Two-photon Fourier spectroscopy with femtosecond light pulses // Optics Letters. 1997. — V.22, N8. — P.540−542.
  32. Yoon Т.Н., Marian A., Hall J.L., Ye J. Phase-coherent multilevel two-photon transitions in cold Rb atoms: Ultrahigh-resolution spectroscopy via frequency-stabilized femtosecond laser // Phys. Rev. A. 2000. — V. 63, 11 402®.
  33. Udem T. et al. Absolute optical frequency measurement of the cesium Di line with a mode-locked laser // Phys. Rev. Lett. 1999. — V. 82, № 18. — P. 3568−3572.
  34. Udem T. et al. Accurate measurement of large optical frequency differences with a mode-locked laser // Opt. Lett. 1999. — V. 24. — P. 881−888.
  35. Diddams S. A. et al. Direct link between microwave and optical frequencies with a 300 THz femtosecond laser comb // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 84, № 22.-P. 5102−5107.
  36. Stenger J. et al. Ultraprecise measurement of optical frequency ratios // Phys. Rev. Lett. 2002. — V. 88, № 7. — 73 601.
  37. Telle H. R. et al. Kerr-lens mode-locked lasers as transfer oscillators for optical frequency measurements // Appl. Phys. B. 2002. — V. 74. P. 1−12.
  38. Alfano R. R. and Shapiro S. L. Observation of self-phase modulation and small-scale filaments in crystals and glasses // Phys. Rev. Lett. 1970. — V. 24, P. 592−597.
  39. Lin C. and Stolen R. New nanosecond continuum for excited-state spectroscopy// Appl. Phys. Lett. 1976. — V. 28. — P. 216−221.
  40. J. К. et al. Visible continuum generation in air-silica microstructure optical fibers with anomalous dispersion at 800 nm // Opt. Lett. 2000. — V. 25, P. 25−27.
  41. Bellini M., Hansch T. W. Phase-locked white-light continuum pulses: toward a universal optical frequency comb synthesizer // Opt. Lett. 2000. — V. 25.-P. 1049−1053.
  42. T. A. Birks et al. Supercontinuum generation in tapered fibers // Opt. Lett. -2000.-V. 25.-P. 1415−1420.
  43. Husakou A. V., Herrmann J. Supercontinuum generation of higher-order solitons by fission in photonic crystal fibers // Phys. Rev. Lett. 2001. — V. 87, № 20.-203 901.
  44. Dudley J. M. et al. Supercontinuum generation in air-silica microstructure fibers with nanosecond and femtosecond pulse pumping // J. Opt. Soc. Am B. -2002.-V. 19,№ 4.-P. 765−772.
  45. Wadsworth W. J. et al. Supercontinuum generation in photonic crystal fibers and optical fiber tapers: a novel light source // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. — V. 19.-P. 2148−2156.
  46. Gaeta A. L. Nonlinear propagation and continuum generation in microstructure optical fibers // Opt. Lett. 2002. — V. 27, № 11. — P. 924−930.
  47. Coen S. et al. Supercontinuum generation by stimulated Raman scattering and parametric four-wave mixing in photonic crystal fibers // J. Opt. Soc. Am. B. 2003.- V. 19, P. 753−758.
  48. Dudley J. M., Coen S. Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers // Opt. Lett. 2002. — V. 27.-P. 1180−1186.
  49. Wadsworth W. J. et al. «Supercontinuum generation and four-wave mixing with Q-switched pulses in endlessly single-mode photonic crystal fibres // Opt. Express. 2004. — V. 12, № 2. — P. 299−307.
  50. Leon-Saval S. G. et al. Supercontinuum generation in submicron fibre waveguides // Opt. Express. 2004. — V. 12, № 13. — P. 2864 — 2870.
  51. Schenkel B, et al. Pulse compression with supercontinuum generation in microstructure fibers // J. Opt. Soc. Am. B. 2005. — V. 22, № 3. — P. 687−692.
  52. Vanholsbeeck F. et al. The role of pump incoherence in continuous-wave supercontinuum generation // Opt. Express. 2005. — V. 13, № 17. — P. 6615.
  53. A. Zewail The Chemical Bond. Structure and Dynamics // Boston: Academic Press, 1992.
  54. Yoon Т.Н., Marian A., Hall J.L., Ye J. Phase-coherent multilevel two-photon transitions in cold Rb atoms: Ultrahigh-resolution spectroscopy via frequency-stabilized femtosecond laser // Phys. Rev. A. 2000. — V. 63. -11 402®.
  55. Mlynek J., Lange W., Harde H., Burggraf H., High-resolution coherence spectroscopy using pulse trains // Phys. Rev. A. -1981. V. 24, P. 1099−1102.
  56. B.C., Чеботаев В. П. Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения // М.: Наука, 1990, С. 148−176.
  57. Dodhy A., Stockdale J.A.D., Compton R.N., Tang X., Lambropoulos P., 1. О •1.ras A. Two-photon resonant ionization of the nd D states of cesium, rubidium and sodium: Photoelectron angular distributions // Phys. Rev. A. -1987.-V. 35.-P. 2878−2891.
  58. E.B., Чеботаев В. П. Двухфотонное поглощение сверхкоротких импульсов в газе // Квант, электрон. 1977. — Т. 4, № 10. — С. 2189−2195.
  59. Аллен Л, Эберли Дж. Оптический резонанс и двухуровневые атомы // М.: Мир, 1978, С. 165.
  60. Denisov V. I., Korel 1.1. Fourier spectroscopy of ultrashort pulse sequencies // ICOLS 2001,10−15 June, Snowbird, USA, Technical Digest, p. P2−27.
  61. О.А., Ханин Я. Я. Захват населенностей и когерентное просветление трехуровневой среды периодической последовательностью ультракоротких импульсов // ЖЭТФ. 1986. — Т. 90, В. 5. — С. 1610−1618.
  62. Bagayev S.N., Denisov V.I., Korel I.I. et al. Sinchronization of quantum transitions by the coherent interaction of ultra-short electromagnetic pulses with multilevel quantum systems // J. Laser Physics. 1999. — V. 9, № 3. — P. 731 736.
  63. Bowden C.M., Dowling J.P. Near dipole-dipole effects in dense media: Generalized Maxwell-Bloch equations // Phys. Rev. A. 1993. — V. 47, № 2. — P. 1247−1251.
  64. Hopf F.A., Bowden C.M., Louisell W. Mirrorless optical bistability with the use of the local-field correction //Phys. Rev. A. 1984. — V. 29. — P. 2591−2595.
  65. Crenshaw M.E., Scalora M., and Bowden C.M. Ultrafast Intrinsic Optical Switching in a Dense Medium of Two-Level Atoms // Phys. Rev. Lett. 1992. -V. 68.-P. 911−914.
  66. Friedberg R., Hartmann S.R., Manassah J.T. Effect of local field correction on a strongly pumped resonance // Phys. Rev. A. 1989. — V. 40. — P. 2446−2452.
  67. A.B., Емельянов В. И., Ильинский Ю. А. Коллективное спонтанное излучение (сверхизлучение Дике) // УФН. 1980. — Т. 131, В. 4, С.653−694.
  68. Hehlen М.Р., Gudel H. U, Shu Q., Rai S, and Rand S.C. Cooperative Bistability in Dense, Excited Atomic Systems // Phys. Rev. Lett. 1994. — V. 73. -P. 1103−1108.
  69. Crenshaw M.E., Bowden C.M. Quasiadiabatic Followinhg Approximation for a Dense Medium of Two-Level Atoms // Phys. Rev. Lett. 1992. — V. 69. -P. 3475−3478.
  70. Manka A.S., Dowling J.P., Bowden C.M., and Fleishhauer M. Piezophotonic Switching Due to Local Field Effects in a Coherently Prepared
  71. Medium of Three-Level Atoms // Phys. Rev. Lett. 1994. — V. 73. — P. 17 891 792.
  72. Crenshaw M.E., Sullivan K.U., Bowden C.M. Local field effects in multicomponent media// Optics Express. 1997. — V. 1, № 6. — P. 152−159.
  73. Singh S., Bowden C.M., Rai J. Gain enhancement in lasing without inversion in an optically dense medium // Optics Communications. 1997. — V. 135.-P. 93−97.
  74. Yelin S.F., Fleischhauer M. Modification of local field effects in two level systems due to quantum corrections // Optics Express. 1997. — V. 1, № 6. — P. 160−168.
  75. Maki J.J., Malcuit M.S., Sipe J.E., Boyd R.W. Linear and Nonlinear Optical Measurements of the Lorentz Local Field // Phys. Rev. Lett. 1991. — V. 67. — P. 972−975.
  76. Sautenkov V.A., van Kampen H., Eliel E.R., Woerdman J.P. Dipole-dipole Broadened Lineshape in a Partially Excited Dense Atomic Gas // Phys. Rev. Lett. 1996. — V. 77. — P. 3327−3331.
  77. Bowden C.M., Postan A., Inguva R. Invariant pulse propagation and self-phase modulation in dense media // J. Opt. Soc. Am. B. 1991. — V. 8, № 5. — P. 1081−1084.
  78. Dicke R.H. Coherence in Spontaneous Radiation Process // Phys. Rev. -1954.-V. 93.-P. 99−111.
  79. Jodoin R., Mandel L. Superradiance in an inhomogeneously broadened atomic system // Phys. Rev. A. 1974. — V. 9, № 2. — P. 873−884.
  80. H.A. Роль коллективных процессов при поглощении внешнего лазерного поля в двухуровневых средах // Оптика и спектроскопия. 1988. -Т. 64, В. 1.-С. 27−32.
  81. Manassah J.T., Gross В. The Dynamical Lorentz Shift in an extended optically dense superradiant amplifier // Optics Express. 1997. — V. 1, № 6. — P. 141−151.
  82. Brown W.J. et al. Amplification of laser beams counterpropagating through a potassium vapor: The effects of atomic coherence // Phys. Rev. A. 1997. — V. 56,№ 4.-P. 3255−3261.
  83. Р.Ф. Когерентное распространение ультракоротких импульсов света в трехуровневых неоднородно уширенных системах // Оптика и спектроскопия 1999. — Т. 86, № 2. — С. 266−273.
  84. Denisov V.I., Korel I.I. Cooperative effects and transparency in dense media, In: Proceedings The Third International Symposium on Modern Problems of Laser Physics, Novosibirsk, 2000, V. 1. P. 237−243.
  85. Denisov V.I., Korel I.I. Propagation effects and transparency in dense media, Third Italian-Russian Symposium on Problem of Laser Physics and Technologies, ITARUS'2000, Palermo, September 16−20, Book of Abstracts, P. 22
  86. Denisov V.I., Korel I.I. On near dipole-dipole interaction effects in dense media//Proc. SPIE. 2001. — V. 4429. — P. 26−36.
  87. B.B., Егоров B.C., Федоров A.H., Чехонин И. А. Лазеры и лазерные системы на основе кооперативных эффектов в оптически плотных резонансных средах без инверсии населенностей // Оптика и Спектроскопия. -2002. Т. 76, № 1. — С. 146−160.
  88. Ben-Aryeh Y. Cooperative effects in cone emission from laser-pumped two-level atoms // Phys. Rev. A. 1997. — V. 56, № 1. — P. 854−858.
  89. H. A. Lorentz // Wiedem. Ann: 1880, 9, P. 641.
  90. L. Lorenz//Wiedem. Ann: 1881, 11, P. 70.
  91. Е.В., Покасов П. В. Оптические стандарты частоты и фемтосекундные лазеры // Квант, электрон. 2003. — Т. 33, № 5. — С. 383 399.
  92. Chin S.L. et al. Filamentation and supercontinuum generation during the propagation of powerful ultrashort laser pulses in optical media (white light laser) // J. Nonl. Opt. Phys. and Mater. 1999. — Y.8, № 1. — P.121−146.
  93. Nishioka H., Odajima W., Ueda K., Takuma H. Ultrabroadband flat continuum generation in multichannel propagation of terrawatt Ti: sapphire laser pulses // Opt. Lett. 1995. — V. 20, № 24. — P. 2505−2507.
  94. Karasawa N., Morita R, Shigekawa H., Yamashita M. Generation of intense ultrabroadband optical pulses by induced phase modulation in an argon-filled single-mode hollow waveguide // Opt. Lett. 2000. — V. 25, № 3. — P. 183−185.
  95. Kalosha V.P., Herrmann J. Self-phase modulation and compression of fewoptical- cycle pulses // Phys. Rev. A. 2000. — V. 62, № 1. — P. 1 1804(1−4).
  96. А.И., Елютин С. О. Распространение ультракороткого импульса света в нелинейной нерезонансной среде // Оптика и спектроскопия. -1991. Т. 70, В. 1. — С. 101−105.
  97. А.И. О распространении ультракоротких световых импульсов в нелинейной среде // Оптика и спектроскопия. 1994. — Т. 76, № 4.- С. 636−640.
  98. В oyer G. Shock-wave-assisted ultrafast soliton generation // Opt. Lett. -2000.-V. 25,№ 9.-P. 601−603.
  99. Kalosha V.P., Herrmann J. Phase relations, quasicontinuous spectra and subfemtosecond pulses in high-order stimulated Raman scattering with shortpulse excitation // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 85, № 6. — P. 1226−1229.
  100. Inoue K. Four-wave mixing in an optical fiber in the zero-dispersion wavelengthregion//J. Lightwave Technol. -1992. V. 10. — P. 1553−1561.
  101. H.R., Steinmeyer G., Dunlop A.E., Stenger J., Sutter D.H., Keller U. // Appl. Phys. B. 1999. V. 69. — P. 327.
  102. J., Holzwarth R., Udem Th., Hansch T.W. // Opt. Commun. 1999. -V. 172.-P. 59.
  103. D.J., Diddams S.A., Ranka J.K., Stentz A., Windeler R.S., Hall J.L., Cundi S.T. // Science. 2000. V. 288. — P. 635.
  104. R., Zimmermann M., Udem Th., Hansch T.W. // IEEE J. Quantum Electron. 2001. — V. 37. — P. 1493.
  105. Ranka J. K, Windeler R.S., Stentz A.J. // Opt. Lett. 2000. — V. 25, P. 2527.
  106. D., Salvatore R.A., Yariv A. // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. — V. 13. -P. 7.
  107. I.G. // IEEE J. Quantum Electron. 1994. — V. 30. — P. 2707−2710.
  108. D. von der Linde Characterization of the noise in continuously operating mode-locked lasers // Appl. Phys. B. 1986. V. 39. P. 201−217.
  109. Paschotta R. Noise of mode-locked lasers. Part I: Numerical model // Appl. Phys. B. 2004. — V. 79. — P. 153.
  110. Paschotta R. Noise of mode-locked lasers. Part II: Timing jitter and other fluctuations // Appl. Phys. B. 2004. — V. 79. — P. 163.
  111. Haus H. A., Mecozzi A. Noise of mode-locked lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1993. — V. 29, № 3. — P. 983.
  112. Paschotta R. et al. Relative timing jitter measurements with an indirect phase comparison method // Appl. Phys. B. 2005. — V. 80, № 2. — P. 185.
  113. Paschotta R. et al. Optical phase noise and carrier-envelope offset noise of mode-locked lasers // Appl. Phys. B. 2006. — V. 82, № 2. — P. 265.
  114. Rodwell M. J. W. et al. Subpicosecond laser timing stabilization // J. Quantum Electron. 1989. — V. 25, № 4. — P. 817.
  115. Paschotta R. et al. Optical phase noise and carrier-envelope offset noise of mode-locked lasers // Appl. Phys. B. 2006. — V. 82, № 2. — P. 265.
  116. M. Kobtsev, S. Kukarin, N. Fateev, Kvantovaya electronika, 32, № 1, 11 (2002).
  117. S.N. Bagayev, V.I. Denisov, V.F. Zakharyash, V.M. Klementyev, I.I. Korel, S.A. Kuznetsov, V.S. Pivtsov and S.V. Chepurov // Quantum Electronics 33, 883 (2003).
  118. R. H. Stolen et al. Raman response function of silica-core fibers // J. Opt. Soc. Am В. 1989.-V. 6, № 6.-P. 1159.
  119. L. A. Zenteno et al. Suppression of Raman gain in single-transverse-mode dual-hole-assisted fiber // Opt. Express 2005. — V. 13, № 22. — P. 8921.
  120. C.M. Введение в статистическую радиофизику. М.:Наука, 1966
  121. Е.В., Чеботаев В. П. // Квантовая электроника. 1977. — V. 4. — Р. 2189- Baklanov E.V., Chebotayev V.P. // Appl. Phys. -1977. — V. 12. — P. 97.
  122. J.N., Ferguson A.I., Hansch T.W. // Phys. Rev. Lett. 1978. — V. 40. — P. 847.
  123. Th., Holzwarth R., Reichert J., Hansch T.W. // Optics Lett. 1999. -V. 24.-P. 881.
  124. Diddams S.A., Hollberg L., Ma L.-S., Robertson L. // Optics Lett. 2002. -V. 27.-P. 58.
  125. Stenger J, Schnatz H., Tamm C., Telle H.R. // Phys.Rev.Letts. 2002. — V, 88.-P. 73 601.
  126. A.M. Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами // УФН. 2006. — Т. 176, № 6. — С. 623−649.
  127. Hermann J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2002. — V. 88. — P. 17.
  128. Т., Washimi H. // Phys. Rev. Lett.- 1968. V. 21. — P. 209.
  129. A. // Opt. Lett. 1984. — V. 9. — P. 288.
  130. Marcuse D. Light Transmission Optics // van Nostrand Reinhold, New York, 1982.-P. 12.
  131. E.M. и др. // Письма в ЖЭТФ. 1985. — Т. 41. — С. 242.
  132. WashburnB.R., Ralph S.E., Windeler R.S. // Optics Express. 2002. — V. 10.-P. 575.
  133. Tzoar N., Jain M.//Phys. Rev. A.-1981. V. 23. — P. 1266.
  134. C.H., Денисов В. И., Захарьяш В. Ф., Клементьев В.М., Корель
  135. И.И., Кузнецов С. А., Пивцов B.C., Чепуров С. В. Исследования спектральных характеристик излучения фемтосекундного Ti: S лазера после его прохождения через волокно с перетяжкой // Квант, электрон. -2003.-Т. 33,№ 10.-С. 883−888.
  136. Г. Нелинейная волоконная оптика // М.:Мир, 1996, С. 83.
  137. Akimov D.A., Ivanov A. A et al. Two-octave spectral broadening of subnanojoule {C}r:forsterite femtosecond laser pulses in tapered fibers // Appl. Phys. B. 2002. — V. 74. — P. 307−311.
  138. Kobtsev S.M., Kukarin S.V. et al. Generation of self-frequency-shifted solitons in tapered fibers in the presence of femtosecond pumping // Laser Phys. -2004.-V. 14.-P. 748−751.
  139. Teipel J., Franke K. et al. Characteristics of supercontinuum generation in tapered fibers using femtosecond laser pulses // Appl. Phys. B. 2003. — V. 77. -P. 245−251.
  140. Рис. 2.1 Уширение спектра в оптическом волокне.1. Перетяжка
  141. Обычное оптическое волокно
  142. Рис. 2.2 Оптическое волокно с перетяжкой.1. D, пс/нм/км1. О -20 025 мкм800 Длина волны, нм 1600
  143. Рис. 2.3 Дисперсионные профили для волокон с различными диаметрамиперетяжек.1. Интенсивность0Г Частота
  144. Рис 2.4 Прохождение импульса под действием вынужденного комбинационного рассеяния.1. А., нм
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?