Училище за манипулация 23

Училище - 2017 Манипулация 2/3 Посткомпресия Стефан Хеслер Лаборатория по приложна оптика, UMR 7639 CNRS ENSTA Paristech Ecole Polytechnique Univ. Париж-Saclay Palaiseau, Франция [email protected] 1

училище

2 Въведение χ (2) E 2, напр. Ω 1 -ω 2 = ω 3 >> OPA - промяна на честотата - фазово съвпадение? - ефективност? >> вж. следващ курс осцилатор усилвател нелинейност печалба стесняване

3 Въведение χ (3) E 3: ω + ω ω = ω усилвател на усилвателя на осцилатора, стесняващ нелинейна корекция на фазата на разпространение

4 Конспект на курса 1. теоретичен 2. Експериментални аспекти + примери 3. Компресор с кухи влакна

5 Конспект на курса 1. теоретичен 2. Експериментални аспекти + примери 3. Компресор с кухи влакна

Обобщено нелинейно уравнение на Шрьодингер 1D (бавно развиваща се вълна приблизително): Електрическо поле = амплитуда на носещия комплекс: Нелинейна поляризация = - - - - - - - - Подвижна рамка: За нелинейност Kerr = термини ω + ω ω = ω снимки от Brabec and Krausz, PRL 78, 3282 (1997) RW Boyd, нелинейна оптика, второ издание, Academic Press, 2003 6

Обобщено 1D нелинейно уравнение на Шрьодингер за нелинейност на Кер: нелинейност на затихване на дисперсията (линейно разпространение) Brabec and Krausz, PRL 78, 3282 (1997) R. W. Boyd, Второ издание на нелинейната оптика, Academic Press, 2003 7

Обобщено 1D нелинейно уравнение на Шрьодингер за нелинейност на Кер: затихване Brabec and Krausz, PRL 78, 3282 (1997) R. W. Boyd, Нелинейна оптика второ издание, Academic Press, 2003 8

9 Обобщено нелинейно уравнение на Шрьодингер 1D за нелинейност Kerr: дисперсия (линейно разпространение) GVD TOD

10 Обобщено 1D нелинейно уравнение на Шрьодингер за нелинейност на Кер: дисперсия FT -1 GVD TOD GVD TOD

11 Обобщено 1D нелинейно уравнение на Шрьодингер за нелинейност на Кер: FT GVD TOD дисперсия

12 Примери за линейно разпространение: положително GVD, τ 0 = 24 fs, ограничено от TF k 2 = 750 fs 2/m разпространение в продължение на 1 m Спектрограма: спектър по време "отрязък", избран от порта G

13 Примери за линейно разпространение: положително GVD, τ 0 = 24 fs, ограничено от TF k 2 = 750 fs 2/m разпространение над 1 m Спектрограма: спектър по време "отрязък", избран от порта G

14 Примери за линейно разпространение: положително GVD, τ 0 = 24 fs, ограничено от TF k 2 = 750 fs 2/m разпространение в продължение на 1m Спектрограма: спектър по време "отрязък", избран от порта G

15 Примери за линейно разпространение: отрицателно GVD, τ 0 = 24 fs, ограничено от TF k 2 = -750 fs 2/m разпространение над 1 m

16 Примери за линейно разпространение: положителен TOD, τ 0 = 24 fs, ограничен от TF k 3 = 12000 fs 3/m разпространение над 1 m

17 Примери за линейно разпространение: положителен TOD, τ 0 = 24 fs, ограничен от TF k 3 = 12000 fs 3/m разпространение над 1 m

18 Обобщено нелинейно уравнение на Шрьодингер 1D за нелинейност Kerr: нелинейност

19 Обобщено 1D нелинейно уравнение на Шрьодингер за нелинейност на Кер: обвивката на фазовата самомодулация (SPM) на импулса остава непроменена

20 самофазна модулация (SPM) натрупана нелинейна фаза, еквивалентна на индекс

фазова самомодулация (SPM) нелинеен натрупан фазов интеграл B = чист SPM, гауссов вход, ограничен от TF: Pinault and Potasek, JOSA B 2, 1318 (1985) 21

22 Примери за нелинейно разпространение: SPM, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) разпространение на 1м

23 Примери за нелинейно разпространение: SPM, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) разпространение на 1m 6.6 rad 6 симетричен спектър SPM индуциран GDD положителен 25 fs 2

24 Примери за нелинейно разпространение: SPM, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) разпространение на 1m 6.6 rad 6 компресия с -25 fs 2 GDD 5.1 fs FWHM GDD отрицателно след SPM >> компресия на времето

25 Примери за нелинейно разпространение: SPM, без дисперсия τ 0 = 24 fs, начален GDD -400 fs 2 max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He ) разпръснати над 1м

26 Примери за нелинейно разпространение: SPM, без дисперсия τ 0 = 24 fs, начален GDD -400 fs 2 max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He ) разпространение над 1m GDD отрицателно преди SPM >> спектрална компресия

27 Примери за нелинейно разпространение: SPM + дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничена от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) k 2 = -0,008 fs 2/mm (как да го направя?) Размножаване над 1м

28 Примери за нелинейно разпространение: SPM + дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничена от TF max [A (0, τ) 2] = 1.7e14 W/cm 2 n 2 = 5.4e-21 (1.5 bar He) k 2 = -0,008 fs 2/mm (как да го направя?) Разпространение над 1 m SPM + GVD отрицателно >> самокомпресия!

29 Обобщено нелинейно уравнение на Шрьодингер 1D за нелинейност Kerr: самозасилващо се (SS) Числово решение чрез (най-вече) еквивалентно на зависима от интензитета групова скорост: Deiterding et al., J. Lightwave Techn. 31, 2008 (2013); R. W. Boyd, Нелинейна оптика, второ издание, Academic Press, 2003

30 Примери за нелинейно разпространение: SPM + SS, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) разпространение над 1m 7.1 rad 6.3

31 Примери за нелинейно разпространение: SPM + SS, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 бара He) разпространение над 1m 7.1 rad 6.3 Асиметричен спектър: + синьо, - червено SS индуцирано (малко) TOD отрицателно 25 fs 2

32 Примери за нелинейно разпространение: SPM + SS, без дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничено от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) разпространение над 1m 7.1 rad 6.3 GDD отрицателно + TOD положително >> компресия за добро време 4.4 fs FWHM

33 Примери за нелинейно разпространение: SPM + SS + отрицателна дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничена от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 bar He) k 2 = -0,007 fs 2/mm (как да го направя?) разпространение над 1m 11 rad

34 Примери за нелинейно разпространение: SPM + SS + отрицателна дисперсия τ 0 = 24 fs, ограничена от TF max [A (0, τ) 2] = 1,7e14 W/cm 2 n 2 = 5,4e-21 (1,5 бара He) k 2 = -0,007 fs 2/mm (как да го направя?) разпространение над 1m 11 rad SPM + силен SS + отрицателен GVD >> самокомпресия от ударна вълна