Предельно короткие импульсы электромагнитного излучения в нерезонансных средах с квадратичной и кубичной нелинейностями
![Диссертация: Предельно короткие импульсы электромагнитного излучения в нерезонансных средах с квадратичной и кубичной нелинейностями](https://westud.ru/work/2744301/cover.png)
Диссертация
Активная синхронизация мод впервые была продемонстрирована на примере генерации гелий-неонового лазера. Так как профиль усиления активных атомов Ne узкий, длительность полученных импульсов значительно превышала одну наносекунду. Первые лазеры с синхронизацией мод использовали усиливающие твердотельные среды типа рубина, неодимового стекла, или Nd: YAG (иттрий алюминиевый гранат). Синхронизация… Читать ещё >
Содержание
- 1. Обзор литературы
- 1. 1. Генерация коротких световых импульсов
- 1. 2. Компрессия оптических импульсов
- 1. 3. Применения и перспективы технологий фемтосекундных импульсов
- 1. 4. Явления при высоких интенсивностях
- 1. 5. Рентгеновская оптика
- 1. 6. Телекоммуникации
- 2. Общая характеристика и цель работы
- 3. Научная новизна, практическая ценность и достоверность результатов
- 4. Основные защищаемые положения
- 5. Апробация работы и публикации
- 6. Краткое содержание диссертации
- Глава 1. Короткие электромагнитные импульсы в нерезонансной нелинейной среде
- 1. 1. Обзор основных приближений
- 1. 1. 1. Приближение медленно меняющихся амплитуд
- 1. 1. 2. Приближение однонаправленного распространения
- 1. 1. 3. Ангармонический осциллятор как модель нерезонансной среды 24 1.1.4 Бездиссипативные волновые процессы
- 1. 2. Обобщенная модель Максвелла-Дюффинга
- 1. 2. 1. Редукция волнового уравнения в однонаправленном приближении
- 1. 2. 2. Уравнения для модели среды с квадратично-кубичной нелинейностью
- 1. 3. Лагранжева формулировка редуцированной модели Максвелла-Дюффинга
- 1. 4. Аналитические решения в виде уединенных волн
- 1. 4. 1. Уединенные волны на нулевом фоне
- 1. 4. 2. Уединенные волны в поляризованной среде 41 1. 5. Билинейная форма редуцированных уравнений Максвелла-Дюффинга
- 1. 1. Обзор основных приближений
- 2. 1. Модель среды с квадратично-кубичной нелинейностью
- 2. 2. Устойчивость стационарных импульсов относительно слабых возмущений
- 2. 3. Устойчивость по отношению к сильным возмущениям
- 2. 3. 1. Устойчивость стационарных импульсов относительно аддитивной модуляции
- 2. 3. 2. Устойчивость стационарных импульсов относительно мультипликативной модуляции
- 2. 4. Устойчивость стационарных импульсов относительно столкновений
- 2. 4. 1. Столкновения импульсов на нулевом фоне
- 2. 4. 1. 1. Столкновения импульсов при малых относительных скоростях
- 2. 4. 1. 2. Взаимодействия импульсов с одинаковыми скоростями
- 2. 4. 2. Столкновения импульсов на постоянном фоне
- 2. 4. 1. Столкновения импульсов на нулевом фоне
- 2. 5. Распад произвольного импульса на стационарные уединенные волны или излучение 74 2.6. Формирование стационарных уединенных волн
- 3. 1. Генерация второй гармоники предельно коротким импульсом
- 3. 1. 1. Укороченные уравнения Максвелла и ангармонического осциллятора
- 3. 2. Обобщенные уравнения ГВГ
- 3. 3. Нормированные уравнения в случае фазового синхронизма первого типа
- 3. 4. Учет более высоких степеней дисперсии групповых скоростей и нелинейной восприимчивости
- 3. 5. Связанные уединенные волны накачки и гармоники в пределе большой фазовой расстройки
- 4. 1. Инкремент модуляционной неустойчивости
- 4. 2. Инкремент модуляционной неустойчивости в области аномальной дисперсии
- 4. 3. Инкремент модуляционной неустойчивости в области нормальной дисперсии
- 4. 4. Модуляционная неустойчивость пространственно-временных неоднородных волн 116 #
Список литературы
- Maiman Т. Н., 1960, Nature (London) 187, 493.
- Hellwarth R. W., 1961, in Advances in Quantum Electronics, edited by J. R. Singer (Columt>ia University, New York), 334.
- Hellwarth R. W., 1961, Bull. Am. Phys. Soc. 6, 414.
- DiDomenico M., 1964, J. Appl. Phys. 35, 2870.
- Hargrove L. E., Fork R. L., and Pollack M. A., 1964, Appl. Phys. Lett. 5,4.
- Yariv A., 1965, J. Appl. Phys. 36, 388.
- Deutsch Т., 1965, Appl. Phys. Lett. 7, 80.
- DiDomenico M, Marcos H. M, Geusic J. E., and Smith R. E" 1966, Appl. Phys. Lett. 8, 1 SO.
- Kuizenga D. J., and Siegman A. E., 1970, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 694.
- Kuizenga D. J., and Siegman A. E., 1970, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 709.
- Osterink L. M., and Foster J. D., 1968, J. Appl. Phys. 39,4163.
- Mocker H. W" and Collins R. J., 1965, Appl. Phys. Lett. 7, 270.
- DeMaria A. J., Stetser D. A., and Heynau H" 1966, Appl. Phys. Lett. 8,174.
- Maier M, Kaiser W., and Giordmaine J. A., 1966, Phys. Rev. Lett. 17, 1275.
- Armstrong J. A., 961,Appl. Phys. Lett. 10, 16.
- Weber H. P., 1967, J. Appl. Phys. 38, 2231.
- Spence D. E" Kean P. N., and Sibbett W" 1991, Opt. Lett. 16,42.
- Baltuska A., Wei Zh., Pshenichnikov M.S., Wiersma D.A., 1997, Opt. Lett. 22, № 2,102−104.
- Jung I.D., Kartner F.X., Matuschek N., Sutter D.H., Moriergenoud F., Zhang G., Keller U., Scheuer V., Tilsch M., Tschudi Т., 1997, Opt. Lett. 22, № 13, 1009−1011.
- Le Kien F., Midorikawa K, and Suda A., 1998, Phys.Rev. A, 58, № 4, 3311−3319.
- Halbout M., Grischkowsky D., 9U, Appl.Phys.Lett. 45, № 12,1281−1283.
- Champaret J. P., LeBIanc C., Cheriaux G., Curley P., Daфentigny C., and Rousseau P., 19^<5, Opt. Lett. 21, 1921.
- Келдыш Л. В., 1965, ЖЭТФ 20, 1307.
- Kim D. E., Toth Cs., and Barty C. P. J., 1999, Phys. Rev. A 59, R4129.
- Schnurer M., Spielmann Ch., Wobrauschek, Streli C., Burnett N. H., Kan C., Ferencz K, Koppitsch R., Cheng Z., Brabec Т., and Krausz F" 1998, Phys. Rev. Lett. 80, 3236.
- Krausz F., Brabec Т., Schnurer M., and Spielmann C., 1998, Opt. Photonics News 9, 46.
- Glezer E. N. Milosavljevie M, Huang L" Finlag R. J., Her Т. H" Callau J. P., and Mazur E" 1996, Opt. Lett. 21, 2023.
- Gahn C., Tsakiris G. D" Pukhov A., Meyer-ter-Vehn J., Pretzler G., Thirolf P., Habs D., and Wrtte K. J., 1999, Phys. Rev. Lett. 83.
- Kalman P., 1993, Phys. Rev. A 48, R42.
- Kalman P., 1994, Phys. Rev. A 49, 620.
- Hasegawa A., 1983, Opt. Lett. 23, 3302−3309.
- Hasegawa A. and Tappert F. Б., 1973, Лрр/. Phys. Lett., 23,142−144.
- Захаров В. Е., ШабатА. Б., 1971, ЖЭТФ, 61,118−134.
- Vadim Zharnitsky V., Grenier E., Turitsyn S. K., Jones C. K.R.T. and Hesthaven J. S., 2000, Phys.Rev. E 62, № 5, 7358−7364.
- Shapiro E.G., Turitsyn S.K., 1997, Opt. Lett. 22, № 20,1544−1546.
- Morita I., К Tanaka K, Edagawa N. and Suzadi M., 1998, ECOC 98, v. 3, 47−52.
- Mollenauer L. F., Mamyshev P. V., Gripp J., Neubelt M. J., Mamysheva N., Gruner-Nielsen L. and Veng Т., 2000, Opt. Lett. 25(10), 704−706.
- Bullough R.K., Jack P.M., Kitchenside P.W., Saunders R, 1979, Phys.Scr. 20,364.
- Akimoto K., 1996, J. Phys. SocJapan 65, 2020.
- Andreev A.V., 1993, Phys.Lett. A 179, 23.
- Kaplan E., 1994, Phys. Rev. Lett. 73, 1243.
- Kaplan E., Shkolnikov P. L" 1995, Phys. Rev. Lett. 75, 2316.
- Genkin G.M., 1998, Phys.Rev. A 58, 758.
- Vanin E.V., Kim A.V., Sergeev A.M., Downer MS., 1993, Письма в ЖЭТФ 58, 964.
- Sergeev A.M., Gildenburg V.B., Kim A.V., Lontano M, Quiroga-Teixeiro M., in Superstrong fields in plasmas, First Intera Conf., Varenna, Italy, August-September 1997, Eds. M. Lontano, G. Mourou, F. Pegoraro, E. Sindoni, Woodburg, New York, 15.
- Eilbeck, J.C., P.J., Bullough, R.K., 1972, J.Phys. A 5, 820.
- Eilbeck, J.C., Gibbon, J.D., Caudrey, P.J., Bullough, R.K., 1973, J.Phys. A, 6, 1337.
- Maimistov A.I., and Elyutin S.O., 1992, JMod.Opt. 39, 2201.
- Шен И.Р., 1989, Принципы нелинейной оптики М: Наука.
- Бломберген Н., 1966, Нелинейная оптика М.: Мир.
- Kaplan А. Е., Straub S.F., Shkolnikov P. L" 1997, J. Opt. Soc. Amer. В 14, 3013.
- Козлов С.A., 1995, Оптика и спектроскопия 79, 290.
- Kozlov S.A., Bespalov V.G., Oukrainski A.O., Sazonov S.V., Shpolyanskiy Yu.A., 1999, Proc. SPIE 3735,43.
- Серкин B.H., Шмидт Э. М., Беляева Т. Л., Марти-Панамено Э., Салазар X., 1997, Квантовая электроника 24, 923.
- Козлов С.А., Сазонов С. В., 1997, ЖЭТФ, 111, 404.
- Беленов Э.М., Крюков П. Г., Назаркин А. В., Прокопович И. П., 1994, ЖЭТФ 105, 28.
- Placzek G., Marx Handbuch Der Radiologic (ed. E. Marx). 2nd ed., Akademischeto
- Verlagsgesellschaft, vol.6, Leipzig, 1934, Pt. II, 205.
- Bloembergen N" Shen Y.R., 1964, Phys.Rev.Lett. 12, 504.
- Козлов С.A., 1998, Оптика и спектроскопия 84, 979.
- Маймистов А.И., 1999, Оптика и спектроскопия 87, 104.
- Дубровская О.Б., Сухорукое А. П., 1992, Изв. РАН, сер. физ., 56, 184.
- Акопян А. А., Оганесян Д. Л., 1998, Квантовая электроника 25, 954.
- Whitham G. В., LinearO andU nonlinearO waves, J. Wiley, (1974).
- Kaplan A. E, Straub S.F., Shkolnikov P.L., 1997. Opt. Lett. 22, № 6, 405−407.
- McCall S.L. and Hahn E.L., Phys.Rev. 183, 457 (1969).
- Щ, 66. Kazantseva E. V., Maimistov A. I., 1999, Physics Letters A 263,434−438.
- Казанцева E. В., Маймистов А. И., 2000, Квантовая электроника, 30, № 7, 623−628.
- Kazantseva Е. V., Maimistov A. I. and Malomed В. A., 2001, Optics communications 188,195 204.
- Ланцош К, 1935, Вариационные принципы механики, Мир, М.
- Ландау Л.Д., Лифщиц Е. М., 1988, Теория поля (!Теоретическая физика т.2.) М: Наука, 109 113
- Шмутцер Э., 1976, Основные принципы классической механики и классической теории поля, М.: Мир.
- Hirota R, 1971, Phys. Rev. Lett., 27. 1192−1194.
- Hirota R, 1981, «Bilinear forms of soliton equations», Tech. Rep. No. A-9, Dept. of Appl. Math., Hiroshima University.
- Ablowitz M. J., Kruscal M. D. Ladic J. F., 1979, SI AM J. Appl. Math., 36, 428−437.
- Кудрявцев A. E., 1975, Письма в ЖЭТФ, 22, 82−83.
- Courtency L., Tjon J.A., 1979, Phys.Lett. A73, № 4, 275−279.
- Santarelli A.R., 1978, Nuovo Cimento B46, № 1,179−188.
- Ахманов С.А., Выслоух В. А, Чиркин А.С., 1988, Оптика фемтосекундныхлазерных импульсов, -М.: Наука.
- Агравал Г., 1996, Нелинейная волоконная оптика, М: Мир.
- Maimistov AI., Basharov AM, 1999, Nonlinear Optical Waves. Kluwer Academic Publishers, Dortrecht, Boston, London.
- Franken P. A, Hill A.E., Peters C.W., Weinreich G., 1961, Phys. Rev. Lett., V.7, 118.
- Карамзин Ю.Н., Сухорукое А. П., 1975, ЖЭТФ, т. 68. № 3, 834−847.
- Карамзин Ю.Н., Филипчук Т.С.Ж., 1977, прикл. матем. техн. физики, № 1, 47−52.
- Власов Р. А, Докторов Е.В. Ж. Прикл. Спектр. 1993. Т. 58. № 3−4, 306−311.
- Etrich С., Peschel U., Lederer F., Malomed В. A.//Phys.Rev. 1997. V. E55. № 5. P. 6155−6162.
- Torruellas W.E., Wang Z., Hagan D.J., Van Stryland E.W., Stegeman G.I., Tomer L., Menyuk С. K, Phys.Rev.Lett. 1995. V. 74. № 25., 5036−5039.
- Canva M.T.G., Fuerst R. A., Baboiu S., Stegeman G.I. Assanto G., 1997, Opt. Lett. V. 22. № 22. 1683−1685.
- Malomed B.A., Drummond P.D., He H., Bemtson A., Anderson D" Lisak M., 1997, Phys.Rev. V. E56. № 4, 4725−4735.
- Schiek R., Baek Y., Stegeman G., Sohler W., 1998, Optical and Quant. Electron. V. 30. № 7−10. 861−879.
- Kanashov A.A., Rubenchik A.M., 1981, Physica D, V. 4. № 1, 122−134.
- Malomed B.A., Drummond P.D., He H., Berntson A, Anderson D., Lisak M., 1997, Phys.Rev. E, V. 56. № 4, 4725−4735.
- Musslimsni Z.H., Malomed B. A, 1998, Physica D, V. 123,235−243.
- Trillo S" 1996, Opt.Lett. V. 21. № 21, 1732−1734.
- Peschel Т., Peschel U., LedererF., Malomed B. A, 1997, Phys.Rev. V. E55. № 4, 4730−4740.
- Conti C., Assanto G., Trillo S., 1999, Phys.Rev., V. E59. № 2, 2467−2470.
- Mills D.L., Trullinger S.E., 1987, Phys.Rev. V. B36. № 2, 947−952.
- Sipe J.E., Winful H.G., 1988, Opt./.11. V 13 № 2, 132−133.
- Christodoulides D.N., Joseph R.I., 1989, Phys.Rev.Lett. V. 62. № 15, 1746−1749.
- Kivshar Yu. S., 1993, Phys.Rev.Lett. V 70 .N1:20, 3055−3058.100. de Sterke C.M., Sipe J.E., «Gap Solitoib», 1994, in Progres in Optics, ed. E. Wolf. V. 33. Chap.ni.
- Майер, А А, Ситарский К. Ю., 1998, Квантовая электрон., Т. 25. № 9. С. 820−824.
- Bang О., Christiansen P.L., Clausen С.В., 1997, Phys.Rev. Е, V. 56. № 6, 7257−7267.
- Мак W.C.K., Malomed В.А., Chu P.L., 1998, Phys.Rev. E, V.57. № 1, 1092−1103.
- Darmanyan S., Kobyakov A., Lederer F., 1998, Phys.Rev. EV. 57. № 2, 2344−2349.
- Ахманов C.A., Хохлов P.B., 1964, Проблемы нелинейной оптики М: Изд. АН СССР.
- Дубровская О.Б., Сухоруков А. П., 1992, Известия РАН, сер.физ. Т. 56. № 12, 184−188.
- Ярив А., 1973, Квантовая электроника и нелинейная оптика М: Сов. Радио.
- Butcher P.N., Cotter D., 1990, The Elements of Nonlinear Optics Cambridge University Press.
- Башаров A.M., Маймистов А. И., Маныкин Э. А., 1986, Фотоника. Нелинейные когерентные процессы. М.: МИФИ.
- Маныкин Э. А., 1996, Взаимодействие излучения с веществом. Феноменология нелинейной оптики. М: МИФИ.
- Trillo S., Ferro P., 1995, Opt. Letts. V. 20., 438.
- Baboiu D. M, Stegeman G.I., 1998, Opt. Lett. V. 23., 31.
- Mihalache D., Mazilu D., Crasovan L.-C., Tomer L" Malomed B. A., Lederer F., 2000, Phys.Rev. E V. 62., 7340.
- Mihalache D" Mazilu D., Crasovan L.-C., Malomed B. A, Lederer F., 2000, Phys.Rev. E. V. 62, 1505R.
- Kuznetsov E. A., Rubenchik A. M. and Zakharov V. E" 1986, Phys. Rep. V. 142., 105.
- Kanashov A. A, Rubenchik A. M., PhysicaD. 1981. V. 4, 122.
- Hayata KL, Koshiba M, 1993, Phys. Rev. Lett. V. 71., 3275.
- Berge L., Mezentsev V. KL, Rasmussen J. J. Wyller J., 1995, Phys.Rev. A. V. 52. P. 28R.
- Турицын С. К., 1995, Письма в ЖЭТФ. Т. 61, 458.
- Musslimani Z.H., Malomed В. А, 1998, Physica D, V. 123,235.
- Akhmediev N., Soto-Crespo J. M, 1993, Phys.Rev. A. V. 47, 1358 .
- Mamaev A. V., Saffman M, Zozulya A.A., Europhys.Lett. 1996. V. 35, 25.
- Казанцева E. В., Маймистов А. И, 2000, Опт. и спектр. Т. 89, № 5, 838−848.
- Казанцева Е. В., Маймистов А. И., 2002, Опт. и спектр. Т. 93, № 5, 783−792.
- Kazantseva Е. V., Maimistov A.I., 2000, IRQO'99: Quantum Optics, Vitaly V. Samartsev, Editor, Proceedings ofSPIE V. 4061, 203−213.
- Kazantseva E. V., Maimistov A.I., 2001, PECS'2001: Photon Echo and Coherent Spectroscopy, Vitaly V. Samartsev, Editor, Proceedings ofSPIE V.4605, 245−253.
- Kazantseva E. V., Maimistov A.I., 2001, Laser Optics 2000: Semiconductor Lasers and Optical Communication, S. A Gurevich, N.N. Rosanov, Editors, Proceedings of SPIE v.4354, 118−124.
- Казанцева Е. В., Маймистов А. И., 2000, «Распространение предельно коротких импульсов электромагнитного излучения в квадратично-нелинейных средах», сборник научных трудов сессии МИФИ-2000, Москва, т. 4, 225−226.
- Kazantseva Е. V., 2000, Technical digest of LO-YS'2000, St. Peterburg, 23.
- Казанцева E. В., Маймистов А. И., 2000, сборник трудов конференции «Фундаментальные проблемы оптики», Санкт-Петербург, 142−143.
- Казанцева Е. В., 2001, сборник трудов второй международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2001», Санкт-Петербург, 22.
- Казанцева Е. В., 2001, сборник научных трудов сессии МИФИ-2000, Москва, т. 4, 239 240.
- Казанцева Е. В., 2001, сборник трудов Пятой Всероссийской Молодежной Научной Школы 'Когерентная оптика и оптическая спектроскопия', Казань, 261−265.
- Maimistov A.I., Kazantseva Е. V., Caputo J. G., 2002, труды конференции «Фундаментальные проблемы оптики», Санкт-Петербург, 4−5.
- Kazantseva Е. V., 2002, Technical digest of IQEC/LAT-YS 2002, Moscow, 45.
- Казанцева E. В., 2002, сборник трудов Шестой Всероссийской Молодежной Научной Школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия», Казань, 45−50.
- Kazantseva Е. V., 2003, Technical digest of Second International Conference on Laser Optics for Young Scientists (XI Conference on Laser Optics), St. Peterburg, 50.