Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Генерация суперконтинуума при распространении фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами

Диссертация: Генерация суперконтинуума при распространении фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Настоящая работа посвящена теоретическому исследованию и численному моделированию спектральных и временных преобразований фемтосекундных лазерных импульсов при их распространении в фотонно-кристаллических волокнах с периодической по длине модуляцией параметров и изучению волноводных свойств фотонно-кристаллических волокон. Основными целями этого исследования являлись развитие физических… Читать ещё >

Содержание

  • Введение
  • 2. Волноводные свойства фотонно-кристаллических волокон и структур
    • 2. 1. Введение к разделу
    • 2. 2. Собственные моды планарного волновода
    • 2. 3. Одномерная модель фотонно-кристаллического волокна
    • 2. 4. Расчет запрещенных зон для мод оболочки фотонно-кристаллического волокна
    • 2. 5. Расчет дисперсионных характеристик мод сердцевины фотонно-кристаллического волокна
    • 2. 6. Выводы к разделу
  • 3. Генерация суперконтинуума в фотонно-кристаллических волокнах
    • 3. 1. Введение к разделу
    • 3. 2. Генерация суперконтинуума в фотонно-кристаллических волокнах с периодической модуляцией диаметра
      • 3. 2. 1. Модель
      • 3. 2. 2. Генерация дисперсионной волны в волокне с постоянным диаметром
      • 3. 2. 3. Генерация дисперсионной волны в волокне с периодическим изменением диаметра
    • 3. 3. Генерация суперконтинуума в анизотропном ФКВ с периодической модуляцией эллиптичности отверстий
      • 3. 3. 1. Модель
      • 3. 3. 2. Результаты расчетов и обсуждение
    • 3. 4. Генерация суперконтинуума в анизотропном регулярно-скрученном ФКВ
      • 3. 4. 1. Результаты расчетов и обсуждение

Генерация суперконтинуума при распространении фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

4.2 Численная модель.96.

4.3 Результаты расчетов и обсуждение.96.

4.4 Выводы к разделу 4.98.

5 Заключение.100.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

103.

1 Введение.

Актуальность темы

работы.

Генерацией суперконтинуума (СК) [1—3] называется оптическое нелинейное явление, заключающееся в уширении спектра светового импульса, причем ширина спектра может достигать нескольких октав. Важность исследования этого процесса связана с его применением в решении ряда фундаментальных и прикладных задач нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии. 4, 5], микроскопии [7—9], оптической когерентной томографии [6], оптической метрологии [10—13], дистанционного анализа земной атмосферы. Благодаря появлению фотонно-кристалли-ческих волокон (ФКВ) [14—17] стало возможным генерировать СК, перекрывающий всю видимую часть спектрального диапазона и ближнюю часть ИК.

Генерация СК — сложный нелинейный волновой процесс, включающий в себя такие эффекты как фазовая самомодуляция (ФСМ), четырехволновые взаимодействия (ЧВВ), распад солитонов, вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), генерация дисперсионной волны.

Эффект ФСМ [18—20] является следствием зависимости показателя преломления от интенсивности. В случае возбуждения волокна короткими лазерными импульсами происходит значительная модуляция фазы лазерного излучения. Действие ФСМ состоит в уширении спектров оптических импульсов, распространяющихся в световоде.

Четырехволновые взаимодействия также являются следствием кубической нелинейности материала волокна, как и ФСМ, и приводят к появлению в спектре новых частот, симметричных относительно несущей частоты импульса, причем для их генерации требуется удовлетворение условий фазового синхронизма [19,21].

Эффект ВКР [21, 22] - это явление генерации стоксовой волны в поле волны накачки при распространении волны накачки в световоде [19]. Это происходит только тогда, когда мощность накачки превышает пороговый уровень.

Из акустики известно, что дисперсионной волной называется волна, у которой фазовые и групповые скорости не совпадают. Обычно дисперсионной волной называют несолитоное решение [23] нелинейного уравнения Шрёдингера (НУШ).

В среде с дисперсией и нелинейностью особый интерес вызывает распространение коротких (фемтосекундных) импульсов в области отрицательной дисперсии групповой скорости (ДГС), когда могут формироваться оптические солитоны. При достаточно большой мощности реализуются многосолитонные импульсы, распад которых происходит за счет дисперсии высших порядков и ВКР. Спектральное уширение при многосолитонном сжатии при выполнении условий фазового синхронизма [19, 20] приводит к генерации дисперсионной волны [24, 25].

В обычных оптических волокнах, применяемых в системах связи, наблюдение суперконтинуума затруднено тем, что плотность мощности в сердцевине волокна недостаточна для возникновения заметного нелинейного отклика, и приходится, например, перетягивать волокно до диаметра в несколько микрон [27] или использовать волоконный жгут [28].

Фотонно-кристаллические волокна (ФКВ) представляют собой микроструктуру из стекла или кварца с периодической системой цилиндрических воздушных отверстий, ориентированных вдоль осп волокна [3]. Дефект структуры, заключающийся в отсутствии одного или нескольких воздушных отверстий, является сердцевиной ФКВ, а периодическая структура — оболочкой. От диаметра отверстий в ФКВ и отношения диаметра отверстий к их периоду существенно зависят такие его параметры, как коэффициент нелинейности 7 и постоянная распространения основной моды сердцевины /3(ш) (или дисперсия). Эти параметры влияют на распространение солитонов [26] в ФКВ.

В обычных волокнах управление солитонами может осуществляться за счет модуляции геометрических параметров (диаметра) волокна [29]. Периодическая модуляция параметров в обычных волокнах показала свою перспективность для управления импульсами [30, 31], хотя в этих волокнах диапазон изменения дисперсионных свойств путем изменения геометрии волокна достаточно узкий [32, 33].

В ФКВ для генерации СК используются волокна с двумя значениями частоты нулевой дисперсии [34], с уменьшающейся по величине дисперсией [35], применяется соединение волокон с различной дисперсией [36]. Однако волокна с периодическим по длине изменением параметров не были изучены. В связи с перспективами возможности эффективного управления параметрами световых импульсов в ФКВ, в том числе генерацией СК, за счет продольной периодической модуляции параметров, легко реализуемой при изготовлении волокон, существует необходимость изучения влияния такой модуляции на процесс распространения импульсов. Наиболее значимыми в настоящее время являются задачи создания эффективных генераторов СК, поэтому в работе основное внимание уделено процессу генерации СК в волокнах с периодической модуляцией параметров.

Применение периодической модуляции анизотропии волокна позволяет эффективно управлять двулучепреломлением [37—39]. Изучение особенностей СК в ФКВ волокнах с модуляцией параметров с учетом поляризации также представляет собой актуальную задачу.

Известно, что ФКВ имеют волноводные свойства, заметно отличающиеся от обычных волокон. Для генерации СК используются волокна с большой нелинейностью, достигаемой при использованием ФКВ с малым диаметром сердцевины. Волокна с большим контрастом показателей преломления стекла и воздушных каналов имеют большой по величине коэффициент заполнения структуры воздухом. В них возможны многомодовые режимы распространения электромагнитных волн. В этих условиях наблюдаются режимы генерации СК в различных поперечных модах [3]. Вследствие существования запрещенных зон в оболочке дисперсионная диаграмма для мод такого волокна достаточно сложно устроена. Хорошо изучены волноводные свойства ФКВ с полой сердцевиной[40] и волокон, в которых существенное влияние на волноводность оказывает явление оптического антирезонанса [41] (так называемый, ARROW-типом волноводности [42−44]).

Направляющее действие ФКВ со сплошной сердцевиной, связанное с полным внутренним отражением, рассматривалось в [45,46]. Здесь был обнаружен endlessly single mode режим (одномодовый режим при любых волновых числах), который осуществляется при малом значении коэффициента заполнения структуры воздухом. Однако не были рассмотрены волноводные эффекты в таком типе волокна, связанные с периодичностью оболочки волокна. Так как СК генерируется в волокнах с большим значением коэффициента заполнения, возникает задача более детального изучения волноводных свойств ФКВ со сплошной сердцевиной.

Как уже отмечалось, в обычных волокнах с неоднородными по длине параметрами возможна генерация импульсов со смещенной частотой [47]. При возбуждении волокна последовательностью импульсов при прохождении определенной длины волокна импульсы, имеющие различные частоты, вследствие разницы групповых скоростей, могут сталкиваться. Этот эффект может использоваться для создания генераторов электромагнитных колебаний, работающих в терагерцовом диапазоне. Как уже отмечалось выше, в ФКВ возможности управления параметрами импульсов заметно шире. Поэтому представляет интерес исследование режимов, приводящих к генерации в ФКВ сталкивающихся импульсов со смещенными частотами.

Цели и задачи работы.

Настоящая работа посвящена теоретическому исследованию и численному моделированию спектральных и временных преобразований фемтосекундных лазерных импульсов при их распространении в фотонно-кристаллических волокнах с периодической по длине модуляцией параметров и изучению волноводных свойств фотонно-кристаллических волокон. Основными целями этого исследования являлись развитие физических представлений о процессе генерации СК и о волноводных свойствах ФКВ, а также поиск новых применений ФКВ. Для достижения этих целей в работе ставились следующие задачи: а) Разработать теоретические и численные модели для расчета характеристик фотонно-кристаллических волокон, в том числе с переменными по длине параметрами, и моделирования процесса распространения фемтосекундных лазерных импульсов в таких волокнахб) Изучить особенности волноводных и дисперсионных свойств фотонно-кристаллических волокон со сплошной сердцевиной и периодической оболочкой, включая особенности перехода за &bdquo-отсечку" высших мод и уточнение понятия &bdquo-отсечки" для фотонно-кристаллических волоконв) Исследовать динамику фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами (диаметром, линейной анизотропией и скруткой) — г) Исследовать возможность получения в фотонно-кристаллических волокнах сталкивающихся импульсов с терагерцовой разностью частот.

Научная новизна работы а) Впервые проведено исследование волноводных свойств двухмерных фотонно-кристаллических волноводных структур в областях, соответствующих &bdquo-отсечке" высших мод, и показано, что в этих областях, тем не менее, возможно распространение направляемых волн. б) Впервые исследована динамика фемтосекундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с периодически модулированными по длине параметрами (диаметром и линейной анизотропией). в) Впервые предложено использовать фотонно-кристаллические волокна для генерации терагерцового излучения с применением только одного фемтосе-кундного лазера.

Научная и практическая значимость работы.

В процессе работы созданы или модифицированы программы, позволяющие решать большое число задач, связанных с фотонно-кристаллическими волокнами, начиная с расчета мод, дисперсии различных порядков и коэффициентов нелинейности до моделирования нелинейного распространения фемтосекундных световых импульсов, включая поляризационные явления. На основе этих программ возможно решение задач о проектировании различного рода устройств, основанных на ФКВ, для фотоники и других применений.

Результаты выполненных в диссертационной работе исследований можно использовать: для разработки структуры волокна и постановки экспериментов по генерации СК в фотонно-кристаллических волокнах на основе халькогенидных стеколдля создания генераторов «плоского» СК в области 1060 нм на основе волокон с периодической модуляциейдля создания генераторов излучения ТГц диапазона на основе фотонно-кристаллических волокон и нелинейных кристаллов для выделения разностной частотыв учебном процессе при чтении специальных и общих курсов по специальностям и направлениям, связанным с фотоникой, телекоммуникациями и оптическими измерениями.

Работа выполнялась при поддержке грантами РФФИ 06−02−17 343а &bdquo-Исследование усилительных и генерационных свойств фотонно-кристаллических волокон, изготавливаемых из многокомпонентных стекол, активированных редкоземельными элементами РФФИ 08−02−90 007-Бел-а &bdquo-Электромагнитные и оптические свойства активных и пассивных наноструктур" и РФФИ 09−02−991-а &bdquo-Исследование спектрального и временного расщепления пикосекундных и фемтосекунд9 ных солитонов в оптических волокнах с продольным периодическим и квазипериодическим изменением геометрических параметров" .

Достоверность результатов.

Достоверность результатов данной работы определяется: адекватностью использованных исходных общепринятых уравнений поставленным задачам, сходимостью полученных численных результатов (например, при увеличении числа гармоник), совпадением полученных результатов с результатами других авторов в той части, в которой они должны быть одинаковыми, и с результатами, полученными другими численными методами.

Защищемые положения а) В фотонно-кристаллических диэлектрических волокнах со сплошной сердцевиной и периодической оболочкой, содержащей воздушные каналы, при отношениях диаметра отверстий к периоду структуры, больших, чем 0.65, область на дисперсионной диаграмме ниже линии &bdquo-отсечки" содержит области существования высших направляемых мод сердцевины. Линия &bdquo-отсечки" определяется как зависимость максимального эффективного показателя преломления волн оболочки от частоты. б) Периодическая модуляция диаметра фотонно-кристаллического волокна, имеющего сплошную сердцевину, изменяя условия фазового согласования для дисперсионной волны и солитона, приводит к дополнительному спектральному уширению импульса и исчезновению провала между спектрами солитона и дисперсионной волны. в) В фотонно-кристаллическом волокне со сплошной сердцевиной с периодической модуляцией эллиптичности отверстий или в скрученном волокне, раз-бегание импульсов уменьшается за счет чередования участков структуры с положительной и отрицательной разностями групповых скоростей. Это приводит к заметному увеличению ширины спектра суперконтинуума по сравнению с волокном с постоянной эллиптичностью. Кроме этого, увеличение глубины модуляции параметра эллиптичности ведет к дополнительному уши-рению спектра и к уменьшению разбегания импульсов в ортогональных поляризациях. г) В фотонно-кристаллическом волокне со сплошной сердцевиной, возбуждаемом двумя последовательными импульсами, существуют режимы, при которых сталкиваются импульсы, имеющие в момент столкновения разность частот в терагерцевом диапазоне. Разность частот определяется амплитудами первого и второго импульса и временной задержкой между ними и может достигать десятков ТГц.

Кроме того, на защиту выносятся: результаты численного моделирования нелинейного распространения фемтосе-кундных световых импульсов в фотонно-кристаллических волокнах с большой нелинейностью с учетом поляризационных эффектов.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих всероссийских и международных конференциях: международная конференция, 8th International Conference on Transparent Optical Networks — ICTON-2006″, Nottingham (United Kingdom), 18−22 июня 2006; третья международная конференция &bdquo-СТЕКЛОПРОГРЕСС-XXI", Саратов (Россия), 22−25 мая 2006; школа-конференция «Saratov Fall Meeting 06″, Саратов, 26−29 сентября 2006; школа-конференция &bdquo-Нелинейные дни в Саратове», Саратов, 1−2 ноября 2006; международная конференция «International Conference on Coherent and Nonlinear Optics — 1ССЖО-2007», Минск (Беларусь), 28 мая-2 июня 2007; школа-конференция «Saratov Fall Meeting07», Саратов, 25−29 сентября 2007;

Всероссийская конференция по волоконной оптике «, Пермь, 10−12 октября 2007; международный семинар &bdquo-Российский семинар по волоконным лазерам — Fiber Lasers-2008», Саратов, 1 -4 апреля 2008; школа-конференция «Saratov Fall Meeting 08», Саратов, 23−26 сентября 2008; международная конференция «Laser Optics 2008», Санкт-Петербург, 23−28 июня 2008; школа-конференция «Saratov Fall Meeting 09», Саратов, 21−24 сентября 2009; школа-конференция для молодых ученых «Future in Light», Мец (Франция), 23−25 марта 2009; международный семинар &bdquo-Российский семинар по волоконным лазерам — Fiber Lasers-2009″, Уфа, 31 марта-2 апреля 2009; международная конференция «International Conference on Transparent Optical Networks — ICTON-2009», Понта Дельгада (Португалия), 28 июня-2 июля 2009; международная конференция «European Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/Europe 2009», Мюнхен (ФРГ), 14−19 июня 2009; международный семинар «Theoretical and Computational Nano-Photonics TaCo-Na-2009», БадХоннеф (ФРГ), 27−30 октября 2009. Публикации.

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых российских и международных журналах, рекомендованных ВАК (публикации [48—50] из списка использованных источников), и 11 статей в сборниках трудов всероссийских и международных конференций (публикации [51—61]. Личный вклад соискателя.

Все численные результаты получены лично автором. Обсуждение результатов проводилось автором при участии научного руководителя и соавторов работ. Автор выполнил модификацию и отладку ранее написанных программ, а также написал программы для решения задач о распространении импульсов с учетом поляризационных эффектов.

Структура и объем диссертации

.

Диссертационная работа состоит из Введения, трех глав и Заключения. Каждая из глав снабжена краткой аннотацией и содержит краткое заключение по главе. Диссертация изложена на 117 стр. текста, включая список использованных источников из 123 наименований на 15 стр. и 45 рисунков.

4.4 Выводы к разделу 4.

Показано, что распад многосолитонных импульсов в фотонно-кристалличес-ком волокне под действием, например, ВКР, можно использовать для генерации пар импульсов с разностью несущих частот в терагерцовом диапазоне. Величина разности частот определяется смещением частоты ВКР солитона, которое для коротких и мощных импульсов может достигать сотен ТГц[3]. Начальным смещением импульсов во времени легко управлять с помощью оптической линии задержки. Этим временем определяется точка столкновений импульсов, а накопленный с моменту столкновения сдвиг частоты будет определять разностную частоту.

Сформулируем защищаемое положение:

В фотонно-кристаллическом волокне со сплошной сердцевиной, возбуждаемом двумя последовательными импульсами, существуют режимы, при которых сталкиваются импульсы, имеющие в момент столкновения разность частот в терагерцевом диапазоне. Разность частот определяется амплитудами первого и второго импульса и временной задержкой между ними и может достигать десятков ТГц.

5 Заключение.

В заключении сформулируем основные результаты работы: а) На примере одномерной структуры показаны особенности дисперсионных характеристик волновода с периодической оболочкой конечного размера, отмечено существование &bdquo-отсечки" в области низких частот для основной моды сердцевины и существование высших мод сердцевины в области ниже отсечки из-за запрещенных зон для мод оболочки. б) С использованием векторного метода плоских волн рассчитаны дисперсионные характеристики собственных мод безграничной периодической оболочки фотонно-кристаллического волокна, а также дисперсионные характеристики мод сердцевины и профили полей мод для различных значений отношения диаметра отверстий к периоду структуры. в) Найдены границы существования высших мод сплошной сердцевиныв отличие от обычного волокна, таких границ несколько, благодаря наличию запрещенных зон в оболочке. Ниже отсечки высших мод сердцевины существуют области волноводности там, где дисперсионная кривая моды сердцевины пересекает запрещенную зону для мод оболочки. Данный эффект будет проявляться в сложной зависимости пропускания волокна от длины волны при достаточно больших значениях отношения диаметра отверстий к периоду структуры. г) Изучались случаи одноэлементных дефектов и 7-ми элементных дефектоврезультаты проверены при использовании метода конечных элементов. д) Для исследования возможности управления генерацией суперконтинуума изучалось распространение сверхкоротких световых импульсов в ФКВ с периодической модуляцией диаметра сердцевины. Результаты численного моделирования демонстрируют спектральное уширение фемтосекундных солитонов высокого порядка. е) Показано, что периодическая модуляция диаметра ФКВ вследствие изменения условий фазового согласования приводит к дополнительному спектральному уширению импульса и исчезновению провала между спектрами солитона и дисперсионной волны. Структура спектра на выходе волокна зависит от периода модуляции. ж) На распад фемтосекундных и субпикосекундных солитонов, распространяющихся в ФКВ со сплошной сердцевиной, доминирующее влияние оказывает вынужденное комбинационное рассеяние. За счет вынужденного комбинационного рассеяния многосолитонный импульс распадается на фундаментальные солитоны и дисперсионную волну на расстоянии много меньшем периода солитона. Для эффективного управления спектром суперконтинуума период модуляции диаметра должен быть достаточно малым в сравнении с периодом солитона и основное влияние модуляции связано с изменением условий фазового синхронизма. з) Было изучено распространение сверхкоротких световых импульсов в анизотропном ФК волокне с периодической модуляцией эллиптичности воздушных отверстий. Представлены результаты численного моделирования, основанного на решении модифицированного нелинейного уравнения Шредингера с учетом ВКР, дисперсии высших порядков и самоукручения. и) В фотонно-кристаллических волокнах с постоянной эллиптичностью импульсы в х — и у — поляризациях распространяются с задержкой по времени. В волокне с периодической модуляцией эллиптичности отверстий разбегание импульсов уменьшается за счет чередования участков структуры с положительной и отрицательной разностями групповых скоростей. Это приводит к заметному увеличению ширины спектра суперконтинуума по сравнению с волокном с постоянной эллиптичностью. Увеличение глубины модуляции параметра эллиптичности ведет к дополнительному уширению спектра и к уменьшению разбегания импульсов в ортогональных поляризациях. Аналогичные результаты получены для ФКВ со сплошной сердцевиной с регулярной скруткой. к) Показано, что распад многосолитонных импульсов в фотонно-кристаллическом волокне с большой нелинейностью под действием, например, ВКР, можно использовать для генерации пар импульсов с разностью несущих частот в терагерцовом диапазоне. Величина разности частот определяется смещением частоты ВКР солитона, которое для коротких и мощных импульсов может достигать сотен ТГц[3]. Начальным смещением импульсов во времени легко управлять с помощью оптической линии задержки. Этим смещением определяется точка столкновения импульсов, а накопленный к моменту столкновения сдвиг частоты будет определять разностную частоту.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Alfano R.R. The Supercontinuum Laser Source // New York: Springer-Verlag. 1989. 375p.
  2. Alfano R.R., Shapiro S. L. Emission in the region 4000 to 7000 A via four-photon coupling in glass // Phys. Rev. Lett. 1970. V. 24. P. 584−587.
  3. Желти ко в A.M. Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами. // УФН. 2006. Т. 176. С. 623−649.
  4. S. О., Serebryannikov Е. Е., Fedotov А. В., Miles R. В., Zheltikov А. М. Phase-matched waveguide four-wave mixing scaled to higher peak powers with large-core-area hollow photonic-crystal fibers // Phys. Rev. E. 2005. Vol. 71. P. 57 603−57 606.
  5. Sidorov-Biryukov D.A., Serebryannikov E.E., Zheltikov A.M. Time-resolved coherent anti-Stokes Raman scattering with a femtosecond soliton output of a photonic-crystal fiber// Opt. Lett. 2006. V. 31. N. 15. P. 2323−2325.
  6. Paulsen H. N., Hilligsoe К. M., Thogersen J., Keiding S. R., Larsen J. J. Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy with a photonic crystal fiber based light source // Opt. Lett. 2003. V. 28. P. 1123−1125.
  7. Jones D. J., Diddams S. A., Ranka J. K-, Stentz A., Windeler R. S., Hall J. L., Cundiff S. T. Carrier-Envelope Phase Control of Femtosecond Mode-locked Lasers and Direct Optical Frequency Synthesis // Science. 2000. V. 288. P. 635−639.
  8. Holzwarth R., Udem Th., Hansch T. W., Knight J. C., Wadsworth W. J., Russell P. St. J. Optical Frequency Synthesizer for Precision Spectroscopy// Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. P. 2264−2267.
  9. Udem Th., Holzwarth R., Hansch T.W. Optical frequency metrology// Nature. 2002. V. 416. P. 233−237.
  10. Ranka J.K., Windeler R.S., Stentz A.J. Visible continuum generation in air-silica microstructure optical fibers with anomalous dispersion at 800 nm // Opt. Lett. 2000. V. 25. P. 25−27.
  11. Ranka J.K., Windeler R.S., Stentz A.J. Optical properties of high-delta air-silica microstructure optical fibers // Opt. Lett. 2000. V. 25. P. 796−798.
  12. Knight J.C. Photonic crystal fibres //Nature (London). 2003. V. 424. P. 847−851.
  13. Russell P.St.J. Photonic crystal fibres // Science. 2003. V. 299. P. 358−362.
  14. Gordon J. P. Theory of the soliton self-frequency shift // Opt. Lett. 1986. V. 11. P. 662−664.
  15. Г. Нелинейная волоконная оптика // М: Мир. 1996. 323с.
  16. С.А., Выслоух В. А., Чиркин А. С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов//М: Наука. 1988. 312с.
  17. Шен И. Р. Принципы нелинейной оптики. // М: Наука. 1989. 560с.
  18. Shen Y.R., Bloembergen N. Theory of Stimulated Brillouin and Raman Scattering.//Phys. Rev. 1965. V. 137. P. A1787-A1805.
  19. Austin D. R., Martijn de Sterke C., Eggleton B. J., Brown T. G. Dispersive wave blue-shift in supercontinuum generation // Opt. Exp. 2006. V. 14. P. 11 997−12 007.
  20. Akhmediev N., Karlsson M. Cherenkov radiation emitted by solitons in optical fibers. // Phys. Rev. A. 1995. V. 51. P. 2602−2607.
  21. Wai P.K.A., Chen H.H., Lee Y.C. Radiations by «solitons» at the zero group-dispersion wavelength of single-mode optical fibers // Phys. Rev. A. 1990. V. 41. P. 426−439.
  22. H. и др. Солитоны, нелинейные импульсы и пучки // Москва: Физматлит. 2003. 304с.
  23. Wadsworth W. J., Ortigosa-Blanch A, Knight J. С., Birks Т. A., Martin Man T.P., Russell P. St. J. Supercontinuum generation in photonic crystal fibers and optical fiber tapers: a novel light source. //JOSA B. 2002. Vol. 19. P. 2148−2155.
  24. Shi K-, Omenetto F. G., Liu Z. Supercontinuum generation in an imaging fiber taper//Optics Express. 2006. Vol. 14. P. 12 359−12 364.
  25. Bauer R.G., Melnikov L.A. Multi-soliton fission and quasi-periodicity in a fiber with a periodically modulated core diameter// Opt. Commun. 1995. Vol. 115. P. 190−198.
  26. Sysoliatin A.A., Dianov E.M., Konukhov A.I., Melnikov L.A., Stasyuk V.A. Soliton splitting in dispersion oscillating fiber. // Laser Physics. 2007. V. 17. P. 1306−1310.
  27. Sysoliatin A.A., Senatorov A.K., Konukhov A.I., Melnikov L.A., Stasyuk V.A. Soliton fission in a dispersion oscillating fiber. Optics Express. 2007. V. 15. P. 16 302−16 307.
  28. Reeves W. H., Skryabin D. V., Biancalana F. Transformation and control of ultrashort pulses in dispersion-engineered photonic crystal fibers // Nature 2003. V. 424. P. 511−515.
  29. Skryabin D. V., Luan E, Knight J. C., Russell P. St. J. Soliton Self-Frequency Shift Cancellation in Photonic Crystal Fibers // Science 2003. V. 301. P. 1705−1708.
  30. Genty G., Lehtonen M., Ludvigsen H. Enhanced bandwidth of supercontinuum generated in microstructured fibers // Opt. Expr. 2004 V. 12. P. 3471−3480.
  31. Mori К., Takara H., Kawanishi S. Analysis and design of supercontinuum pulse generation in a single-mode optical fiber // J. Opt. Soc. Am. B. 2001. V. 18. P. 1780−1785.
  32. Hori T. Flatly broadened, wideband and low noise supercontinuum generation in highly nonlinear hybrid fiber// Opt. Expr. 2004. V. 12. P. 317−323.
  33. Dudley J.M., Genty G., Coen S. Supercontinuum generation in photonic-crystal fibers // Rev. of Mod. Phys. 2006. V. 78. P. 1135−1185.
  34. Lin Q., Agrawal G.P. Raman Response Function for Silica Fibers // Opt. Lett. 2006. V. 31. P. 3086−3088.
  35. Lin Q., Yaman F., Agrawal G.P. Raman-induced polarization-dependent gain in parametric amplifiers pumped with orthogonally polarized lasers // IEEE Phot. Tech. Lett. 2006. V. 18, P. 397−399.
  36. A.M. Цвета тонких пленок, антирезонансные явления в оптических системах и предельные потери собственных мод полых световодов // Усп. физ. наук. 2008. Т. 178. С. 619−629.
  37. Russell P.St. Photonic-Crystal Fibers // Lightwave Technol. 2006. V. 24. N. 12. P. 4729−4749.
  38. Litchinitser N.M., Abeeluck A.K., Headley C., Eggleton В J. Antiresonant reflecting photonic crystal optical waveguides // Opt. Lett. 2002. V. 27. P. 1592−1594.
  39. Litchinitser N.M., Dunn S.C., UsnerB., Eggleton B.J., White Th. P, McPhedran R.C., de Sterke C.M. Resonances in microstructured optical waveguides // Opt. Exp. 2003. V. 11. P. 1243−1251.
  40. Roberts P., Couny F., Sabert H., Mangan В., Williams D., Farr L., Mason M., Tomlinson A., Birks Т., Knight J., Russell P. Ultimate low loss of hollow-core photonic crystal fibres // Opt. Expr. 2005. V. 13. P. 236−244.
  41. Birks T.A., Knight J.C., Russell P. S.J. Endlessly single-mode photonic crystal fiber// Opt. Lett. 1997. V. 22. P. 961−963.
  42. Mortensen N.A. Effective area of photonic crystal fibers // Opt. Exp. 2002. V. 10. P. 341−348.
  43. Ю.А., Конюхов А. И., Мельников JI.A. Сглаживание спектра суперконтинуума в микроструктурных волокнах с периодической модуляцией диаметра// Изв. ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. 2008. Т. 16. № 1. С. 70−80.
  44. Ю.А., Мельников JI.A. О структуре областей волноводности высших мод фотонно-кристаллических волокон со сплошной сердцевиной // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107. № 3. С. 480−485.
  45. Ю.А., Конюхов А. И., Мельников JI.A. Генерация суперконтинуума в анизотропном микроструктурном волокне с периодической модуляцией эллиптичности отверстий // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107. № 3. С. 402−408.
  46. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A., Konukhov A.I. Dispersive wave generation in microstructured fiber with periodically modulated diameter// SPIE Proceedings.2006. V. 6165. P. 616 508.1−616 508.6.
  47. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A., Konukhov A.I., Shevandin V.S. Waveguiding in photonic crystal fibers and photonic crystal structures // SPIE Proceedings.2007. V. 6537. P. 65370B-10. ¦
  48. Ю.А., Конюхов А. И., Мельников JI.A. Генерация дисперсионой волны в микроструктурном оптическом волокне с периодической модуляциейдиаметра сердцевины. // Саратов: РИО журнала «Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика». 2007. 224с. С. 64−68.
  49. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A., Konukhov A.I. Dispersive wave generation in microstructured optical fiber with periodically modulated diameter // Научно-технический журнал «Фотон-Экспресс». 2007. № 6, С. 158−159.
  50. Ю.А., Мельников Л. А. Особенности волноводных свойств в фо-тонно-кристаллических волокнах со сплошной и полой сердцевиной Российский семинар по волоконным лазерам 2009. Материалы семинара, изд. УГАТУ. Уфа. 2009. С. 35−36.
  51. Ю.А., Мельников JI.A. Фазовая связь мод в волоконном лазере с несколькими активными одномодовыми сердцевинами, осуществляющаяся через возбуждение мод оболочки
  52. Российский семинар по волоконным лзерам 2009. Материалы семинара, изд. УГАТУ Уфа. 2009. С. 37−38.
  53. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A. Waveguiding properties of photonic crystal fibers // International Conference on Transparent Optical Networks ICTON -2009. ISBN: 978−1-4244−4825−8. DOLlO. l 109 /ICTON. 2009. 5 185 287. 4p.
  54. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A., Konukhov A.I. Generation of Two Colliding Pulses With Tunable THz-range Frequency Difference in High-Nonlinear Photonic Crystal Fiber. CLEO/Europe-2009. ISBN: 978−1-4244−4079−5. DOLlO. l 109/CLEOE-EQEC. 2009. 5 191 504. 4p.
  55. Mazhirina Yu.A., Melnikov L.A., Konukhov A.I. Numerical Modelling of Femtosecond Soliton Supercontinuum Generation in Anisotropic Spun Microstruc-ture Fiber//TaCoNa Photonics 2009. Conference Digest, pp. 137−139.
  56. Knight J. C., Birks T. A., Russell P. St. J., Atkin D. M. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding// Opt. Lett. 1996. V. 21. P. 1547−1549.
  57. Knight J.C., Broeng J., Birks T.A., Russel P.St.J. Photonic Band Gap Guidance in Optical Fiber// Science. 1998. V. 282. N. 5393, P. 1476−1478.
  58. Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов: Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1987. 655с.
  59. Melnikov L. A., Romanova Е. A. Transformation of HEim guided mode into the leaky one in absorbing optical fiber// Opt. communs. 1997. V. 141. № l.P. 10−16.
  60. Hu J., Menyuk C. R. Understanding leaky modes: slab waveguide revisited // Adv. Opt. Phot. 2009. V. 1. P. 58−106.
  61. О. В., Никитов С. А., Гуляев Ю. В. Обол очечные моды волоконных световодов // УФН. 2006. Т. 176. С. 175−202.
  62. Couny F., Benabid F., Roberts P.J., Burnett M.T., Maier S.A. Identification of Bloch-modes in hollow-core photonic crystal fiber cladding// Opt. Exp. 2007. V. 15. P. 325−338.
  63. Argyros A., Birks Т., Leon-Saval S., Cordeiro С. M. В., Russell P. St. J. Guidance properties of low-contrast photonic bandgap fibres // Opt. Exp. V. 13. № 7. P. 2503−2511.
  64. Couny F., Benabid F., Russell P. S. Large-pitch kagome-structured hollow-core photonic crystal fiber// Opt. Lett. 2006. V. 31. P. 3574−3576.
  65. Broeng J., Sondergaard Т., Barkou S.E., Barbeito P.M., Bjarklev A. Waveguid-ance by the photonic bandgap effect in optical fibres // J. of Opt. A. 1999. V. 1. P. 477−482.
  66. K.B., Кондратьев Ю. Н., Комаров А. В., Тер-Нерсесянц Е.В., Хохлов А. В., Шевандин B.C. Влияние шага структуры дырчатого оптического волокна на его световодные свойства// Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 11. С. 80−85.
  67. Yeh P., Yariv A. Theory of Bragg fiber // J. Opt. Soc. Am. 1978. V. 68. N 9. P. 1196−1201.
  68. Г. И., Раевский С. Б. Слоистые металло-диэлектрические волноводы //М: Радио и связь. 1988. 248с.
  69. Guo S., Albin S., Rogowski R.S. Comparative analysis of Bragg fibers // Optics express. 2004. V. 12. N. 1. P. 198−207.
  70. Arriaga J., Knight J.C., Russell PS. Modelling photonic crystal fibres // Physica E. 2003. V. 17. P. 440−442.
  71. И.А., Мельников JI.A. Собственные электромагнитные волны в анизотропных фотонных кристаллах: метод и особенности расчета, симметрия дисперсионной поверхности для двумерного кристалла // Изв.высш.уч.зав. ПНД. 2008. Т. 16. В. 1. С. 81−98.
  72. Д. Теория оптических волноводов // М: Мир. 1974. 576с.
  73. М. Введение в теорию оптических волноводов // М: Мир. 1984. 512с.
  74. A., Love Дж. Теория оптических волноводов // М: Радио и связь. 1987. 656с.
  75. Л.А., Козина О. Н. Собственные волны в одномерных фотонных кристаллах при наличии усиления // Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 94. № 3. С. 454−461.
  76. Khromova I.A., Melnikov L.A. Anisotropic photonic crystals: generalized plane wave method and dispersion symmetry properties // Opt. Com. 2008. V. 281. № 21. P. 5458−5466.
  77. Joannopoulos J. D., Meade R. D., Winn J. N. Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton University Press. 1995. 137p.
  78. X. Планарные и волоконные оптические волноводы // М: Мир, 1980. 656с.
  79. Li Y., Salisbury F., Zhu Z., Brown Th" Westbrook P., Feder K., Windeler R. Interaction of supercontinuum and Raman solitons with microstructure fiber gratings. //Opt. Expr. 2005. V. 13. P. 998−1007.
  80. Lu F., Deng Y., Knox. W.H. Generation of broadband femtosecond visible pulses in dispersion-micromanaged holey fibers // Opt. Lett. 2005. V. 30. N.12. P. 1566−1568.
  81. Cristiani I., Tediosi R., Tartara L., Degiorgio V. Dispersive wave generation by solitons in microstructured optical fibers // Opt. Expr. 2003. V. 12. N.l. P. 124−135.
  82. Nikolov N. L, Sorensen Т., Bang O., Bjarklev A. Improving efficiency of supercontinuum generation in photonic crystal fibers by direct degenerate four-wave mixing//J. Opt. Soc. Am. B. 2003. V. 20. N. l 1. P. 2329−2337.
  83. Hasegawa A., Kodama Y. Guiding center solitons.// Phys. Rev. Lett. 1991. V. 66. N.l. P. 161−164.
  84. Mollenauer L., Gordon J., Islam M. Soliton propagation in long fibers with periodically compensated loss // IEEE J. of Quant. Electron. 1986. V. 22. N.l. P. 157−173.
  85. Nelson L.E., Jones D.J., Tamura K., Haus H.A., IPen E.P. Ultrashort-pulse fiber ring lasers //Appl. Phys. B. 1997. V. 65. N.2. P. 277−294.
  86. Broeng J., Mogilevtsev D., Barkou S. E., Bjarkle A. Photonic Crystal Fibres: A New Class of Optical Waveguides // Opt. Fib. Tech. 1999. V. 5. P. 305−330.
  87. Feng X., Mairaj A.K., Hewak D.W., Monro T.M. Nonsilica glasses for holey fibers. //J. of Lightwave Tech. 2005. V. 23. P. 2046−2055.
  88. Golovchenko E. A., Dianov E. M., Prokhorov A. M., Serkin V. N. Decay of optical solitons. // JETP Lett. 1985. V. 42. P. 87−91.
  89. Tai K., Hasegawa A., Bekki N. Fission of optical solitons induced by stimulated Raman effect.//Opt. Lett. 1988. V. 13. N.5. P. 392−394.
  90. Steel M. J., White T. P., de Sterke С. M., McPhedran R. C., Botten L. C. Symmetry and degeneracy in microstructured optical fibers // Opt. Lett. 2001. V. 26. N.8. P. 488−490.
  91. Ritari T" Niemi Т., Ludvigsen H., Wegmuller M., Gisin N., Folkenberg J.R., Pet-terson A. Polarization mode dispersion of large mode-area photonic crystal fibers // Opt. Commun. 2003. V. 226. P. 233−239.113
  92. Ortigosa-Blanch A., Knight J. C., Wadsworth W. J., Arriaga J., Mangan B. J., Birks T. A., Russell P. St. J. Highly birefringent photonic crystal fibers // Opt. Lett. 2000. V. 25. N.18. P. 1325−1327.
  93. T. P., Broeng J., Libori S. E. В., Knudsen E., Bjarklev A., Jensen J. R., Simonsen H. Highly birefringent index-guiding photonic crystal fiber // IEEE Phot. Technol. Lett. 2001. V. 13. N.6. P. 588−590.
  94. Apolonsld A., Povazay В., Unterhuber A., Drexler W., Wadsworth W. J., Knight J. C., Russell P. St. J. Spectral shaping of supercontinuum in a cobweb photonic-crystal fiber with sub-20-fs pulses // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. N.9. P. 2165−2170.
  95. Price J. H. V., Furusawa K., Monro Т. M., Lefort L., Richardson D. J. Tunable, femtosecond pulse source operating in the range 1.06″ 1.33 m based on an y&3±doped holey fiber amplifier // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. N.6. P. 1286−1294.
  96. Ortigosa-Blanch A., Knight J. C., Russell P. St. J. Pulse breaking and supercontinuum generation with 200-fs pump pulses in photonic ciystal fibers // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. N.ll. P. 2567−2572.
  97. Т. M., Cundiff S. Т., Lima I. Т., Marks B. S., Menyuk C. R., Windeler R. S. Nonlinear polarization evolution of ultrashort pulses in microstructure fiber // Opt. Lett. 2004. V. 29. N.21. P. 2548−2550.
  98. Kobtsev S. M., Kukarin S. V., Fateev N. V., Smirnov S. V. Coherent, polarization and temporal properties of self-frequency shifted solitons generated in polarization-maintaining microstructured fibre // Appl. Phys. B. 2005. V. 81. P. 265−269.
  99. Lehtonen M., Genty G., Kaivola M., Ludvigsen H. Supercontinuum generation in a highly birefringent microstructured fiber // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. P. 2197−2199.
  100. Ю.С., Агравал Г. П. Векторные солитоны. М.: Физматлит. 2005. 648с.
  101. Cronin-Golomb M. Cascaded nonlinear difference-frequency generation of enhanced terahertz wave production// Opt.Lett. 2004. V. 29. N.17. P. 2046−2048.
  102. Kawase K-, Hatanaka Т., Takahashi H., Nakamura K-, Taniuchi Т., Ito H. // Opt.Lett. 2000. V. 25. N.23. P. 1714−1716.
  103. Schneider A., Stillhart M., Gunter P.G. High efficiency generation and detection of terahertz pulses using laser pulses at telecommunication wavelengths // Opt.Expr. V. 14. N.12. P. 5376−5384.
  104. Shi W., Ding Y.J., Vodopyanov K. Efficient, tunable, and coherent 0.18—5.27-THz source based on GaSe crystal // Opt.Lett. V. 27. N.16. P. 1454−1456.
  105. ZentgrafT., HuberR., Nielsen N.C., ChemlaD.S., Kaindl R.A. Ultrabroadband 50−130 THz pulses generated via phase-matched difference frequency mixing in LiI03 // Opt.Expr. 2007. V. 15. N.9. P. 5775−5781.
  106. Saha A., Ray A., Mukhopadhyay S., Sinha N. Datta P.K., Dutta P.K. Simultaneous multi-wavelength oscillation of Nd laser around 1.3 mkm: A potential source for coherent terahertz generation // Opt.Expr. 2006. V. 14. N.ll. P. 4721−4726.
  107. Matus M., Kolesik M., Moloney J., Hofmann M., Koch S. Dynamics of two-color laser systems with spectrally filtered feedback // J. Opt. Soc. Am. B. 2004. V.21.N.10. P. 1758−1771.
  108. Sasaki Y., Yokoyama H., Ito H. Dual-wavelength optical-pulse source based on diode lasers for high-repetition-rate, narrow-bandwidth terahertz-wave generation//Opt.Expr. 2004. V. 12. N.14. P. 3067−3071.
  109. Dakovski G.L., Kubera В., Shan J. Localized terahertz generation via optical rectification in ZnTe// JOSA B. 2005. V. 22. N.8. P. 1667−1670.
  110. Dianov E.M., Karasik A.Y., Mamishev P.V., Prokhorov A. M., Serkin V.N., Stelmah M. F., Fomichev A. A. Stimulated-Raman conversion of multisoliton pulses in quartz optical fiber// JETP Lett. 1985. V. 41. N.6. P. 242−244.V
  111. Wai P.K., Menyuk C. R., Lee Y. C., Chen H.H. Nonlinear pulse propagation in the neighborhood of the zero-dispersion wavelength of monomode optical fibers // Opt. Lett. 1986. V. 11. N.7. P. 464−466.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!