Нелинейно-оптические взаимодействия сверхкоротких лазерных импульсов в микроструктурированных волноводах

Глава 1 Микроструктурированные волокна и новый этцп нелинейной оптики

§1.1. Основные типы мшфоструктурированных волноводов

§1.2. Управление дисперсией волноводных мод микроструктурированных

волокон

1.2.1. Методы численного анализа собственных мод микроструктурированных волокон

1.2.2. Дисперсия МС-волокон со стеклянной или кварцевой сердцевиной

1.2.3. Дисперсионные свойства полых МС-волноводов иуменыпение оптических потерь в полых волноводах с ФК-оболочкой оболочкой

§ 1.3. Микроструктурированные волокна в нелинейной оптике

1.3.1. Физика волноводного увеличения эффективности нелинейно-оптических процессов

1.3.2. Эффекты дисперсии

1.3.3 Фазовая самомодуляция и кросс-модуляция

1.3.4. Четырехволновые взаимодействия в полых волноводах и повышение чувствительности методов нелинейно-оптического газового анализа

1.3.5. Генерация гармоник высокого порядка в наполненных газом полых волноводах

1.3.6. Генерация суперконтинуума в микроструктурированных волокнах

1.3.7.Форма и спектра излучения суперконтинуума

1.3.8.Солитонный механизм генерации суперконтинуума

Выводы к главе 1

Глава 2 Экспериментальная техника и методика измерений

§2.1. Фемтосекундный титан-сапфировый лазерный комплекс

§2.2. Фемтосекундный хром-форстеритовый лазерный комплекс

§2.3. Экспериментальная установка на основе титан-сапфирового генератора §2.4. Наносекундкый КАРС спектрометр §2.5. Техника корреляционного временного стробирования со спектральным разрешением по частоте §2.6. Процедура измерения спектра пропускания полого ФК волновода

Глава 3 Генерация и спектрально-временная характеризация

частотных компонент, генерируемых в микроструктурированных волноводах

§3.1. Модовая структура излучения суперконтинуума в микроструктурированных волноводах §3.2. Характеризация генерации суперконтинуума с помощью метода корреляционного временного стробирования со спектральным разрешением

§3.3. Спектрально и пространственно изолированные рамановские солитоны в микроструктурированных волноводах §3.4. Преобразование частоты фемтосекундных импульсов в микроканалах волновода §3.5. Преобразование частоты неусиленных фемтосекундных импульсов для приложений в фотохимии §3.6. Фемтосекундная спектроскопия когерентного антистоксова рассеяния света с использованием перестраиваемого излучения, генерируемого в фотонно-кристаллических волокнах §3.7. Поляризационно-управляемая трансформацій спектра фемтосекундных импульсов в двулучепреломляющих микроструктурированных волокнах §3.8. Фазовая кросс-модуляция сверхкоротких лазерных импульсов в микроструктурированных волокнах Выводы к главе

Глава 4. Нелинейно-оптические преобразования в полых фотоннокристаллических волокнах

§4.1. Волоноводные моды и спектры пропускания полых фотоннокристаллических волокон §4.2. Синхронное четырехволновое взаимодействие изолированных волноводных мод интенсивных фемтосекундных импульсов в полых фотонно-кристаллических волокнах §4.3. Фазовая самомодуляция фемтосекундных лазерных импульсов в полых фотонно-кристаллических волокнах §4.4. Пространственное самовоздействие мощных лазерных импульсов в полых фотонно-кристаллических волноводах §4.5. Когерентное антистоксово рассеяние света в изолированных модах полого фотонно-кристаллического волновода Выводы к главе 4 Заключение .Список литературы

Регистрация спектра излучения, вышедшего из волновода, осуществлялась с помощью спектрометра Ocean Optics 2000.

§2.4. Наносекундкый КАРС спектрометр

Для проведения экспериментов по исследованию режимов генерации и эффективности когерентного антистоксова рассеяния света в МС-волокнах был создан лазерный комплекс на основе YAG:Nd наносекундного лазера, накачивающего перестраиваемый лазер на красителе (рис.2.6).

DKDPI

Спектрометер

YAG:Nd ^Усилительный

генератор каскад

Система синхронизации

Фильтр

вольтметр

Образец Фильтр

Рис.2.6 Схема экспериментальной установке на основе УАО:Ш КАРС спектрометра, адаптированного для исследования генерации КАРС сигнала в полом ФК-волокне.

Лазерный генератор на основе YAG:Nd кристалла генерировал импульсы длительностью 10 не, энергией в импульсе 5 мДж и длиной волны 1064 нм. После прохождения каскадов усиления энергия в импульсе достигала 100 мДж. Дальше излучение делилось на делительном зеркале на два плеча примерно с одинаковыми значениями энергии в каждом. В каждом плече частота излучения удваивалось в нелинейно-оптических кристаллах DKDP. Излучение второй гармоники из одного плеча заводилось в центральную жилу полого ФК-волновода, а излучение второй гармоники из второго плеча служило для накачки лазера на красителе с перестраиваемой длиной волны. Спектральная ширина излучения лазера на красителе с красителем Сульфородамин 101 составляла величину около 0,3 см'1, и перестраивалась в диапазоне длин волн от 580 до 615 нм.

Излучение лазера на красителе смешивалось с излучением второй гармоники из первого плеча и заводилось в полый ФК-волновод. После волновода излучение