- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лазеры сверхкоротких импульсов (продолжение) презентация
Содержание
- 1. Лазеры сверхкоротких импульсов (продолжение)
- 2. СКИ получаются при синхронизации аксиальных мод Обычные SA - слишком медленно релаксируют
- 3. Быстро релаксирующие нелинейные устройства «Керровская линза»
- 4. Для получения СКИ нужно складывать ЭМ
- 5. Дисперсия (1) Наличие дисперсии
- 6. Дисперсия (2) Наличие дисперсии
- 7. Дисперсия (4) Наличие дисперсии
- 8. Дисперсия (4) Наличие дисперсии
- 9. Дисперсия (4) Наличие дисперсии
- 10. Дисперсия (4) В вакууме:
- 11. Дисперсия (7) Наличие дисперсии
- 12. Дисперсия (8) Порядки дисперсии Приводит к линейному чирпу
- 13. Дисперсия (9) Задачки:
- 14. Дисперсия (10)
- 15. Призменный регулятор ДГС (1) 02.04.2015
- 16. Призменный регулятор ДГС (2) 02.04.2015
- 17. Призменный регулятор ДГС (3) 02.04.2015
- 18. Призменный регулятор ДГС (4)
- 19. Регулятор ДГС на основе дифракционных решеток 02.04.2015
- 20. Регулятор ДГС на основе «чирпированных зеркал» 02.04.2015
- 21. Регулятор ДГС на основе «чирпированных зеркал» 02.04.2015
- 22. Регулятор ДГС на основе «чирпированных зеркал» 02.04.2015 LIGHT
- 23. 02.04.2015 Чирпированные зеркала часто применяются
- 24. SEemiconductor Saturable Absorber Mirror (SESAM) 02.04.2015
- 25. SESAM как комбинация п/п поглотителя с «чирпированным» зеркалом 02.04.2015
- 26. SESAM как комбинация п/п поглотителя с «чирпированным» зеркалом 02.04.2015
- 27. Таким образом, в резонаторах лазеров СКИ дисперсия
- 28. SESAM как комбинация п/п поглотителя с «чирпированным» зеркалом 02.04.2015
- 29. Лекция 12 Лазеры сверхкоротких импульсов (продолжение)
- 30. Самомодуляция фазы 02.04.2015
- 31. Самомодуляция фазы (2) 02.04.2015
- 32. Самомодуляция фазы (3) 02.04.2015
- 33. Самомодуляция фазы (4) «Игра ДГС и ФСМ» 02.04.2015
- 34. Самомодуляция фазы (5) Таким образом,
- 35. Солитоны *
- 36. Temporal solitons (1) *
- 37. Temporal solitons (2) *
- 38. Temporal solitons (3) *
- 39. N. Akhmediev, A. Ankiewicz, and M.
- 40. Места, где со спутников такие волны наблюдались *
- 41. * Оптический эффект Керра→ самофокусировка: n(I)=n0+n2I, n2>0
- 42. Возвращаясь к конструкции резонаторов лазеров СКИ:
- 43. Усиление сверхкоротких импульсов (1) Рассмотрим две
- 44. Усиление сверхкоротких импульсов (2) *
- 45. Усиление сверхкоротких импульсов (3) *
- 46. Усиление сверхкоротких импульсов (4) *
- 47. Усиление сверхкоротких импульсов (5) *
- 48. Усиление сверхкоротких импульсов (5) Разумеется, если
- 49. Усиление сверхкоротких импульсов (6) *
- 50. Усиление сверхкоротких импульсов (8) *
- 51. Усиление сверхкоротких импульсов (8) *
- 52. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (1) Метод двухфотонной люминесценции *
- 53. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (2) Автокорреляционный
- 54. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (2) Автокорреляционный
- 55. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3) Автокорреляционный
- 56. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3) Автокорреляционный
- 57. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3) Истинная
- 58. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (4) Развитие
- 59. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (5) Развитие
- 60. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (6) Развитие
- 61. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (7) Восстановление
- 62. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (8) Восстановление сигнала производится каким-либо итерационным алгоритмом *
- 63. Измерение длительности сверхкоротких импульсов (8) Восстановление сигнала производится каким-либо итерационным алгоритмом *
- 64. Вопросы по курсу * 1 Nd:YAG
- 65. Быт. 11. 7 *
Слайд 3Быстро релаксирующие нелинейные устройства
«Керровская линза» (Kerr Lens Mode locking)
02.04.2015
Таким образом, в
нашем распоряжении имеется насыщающийся поглотитель с нужными свойствами.
Однако прежде, чем переходить к описанию конструкции и работы лазеров СКИ, рассмотрим некоторые важные условия , позволяющие достичь в резонаторе предельно короткие длительности импульсов, определяемые их спектральной шириной (Fourier-determined pulse duration).
Однако прежде, чем переходить к описанию конструкции и работы лазеров СКИ, рассмотрим некоторые важные условия , позволяющие достичь в резонаторе предельно короткие длительности импульсов, определяемые их спектральной шириной (Fourier-determined pulse duration).
Слайд 4
Для получения СКИ нужно складывать ЭМ поля с синхронизированными эквидистантными частотами
02.04.2015
Из-за
наличия дисперсии n(f) оптическая длина резонатора становится зависимой от частоты l → l(f) ,
и эквидистантность генерирующих аксиальных мод нарушается → результирующий импульс удлиняется
и эквидистантность генерирующих аксиальных мод нарушается → результирующий импульс удлиняется
Слайд 5
Дисперсия (1)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
Слайд 6
Дисперсия (2)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
Пусть вдоль оси x распространяются две плоских волны:
Их сумма есть:
Слайд 7
Дисперсия (4)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
Слайд 8
Дисперсия (4)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
В вакууме:
Групповая скорость - движение max огибающей – м.б.найдена из условия постоянства фазы огибающей
Слайд 9
Дисперсия (4)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
В вакууме:
Групповая скорость - движение max огибающей – м.б.найдена из условия постоянства фазы огибающей
Если дисперсия есть, то фазовые скорости различны:
Слайд 11
Дисперсия (7)
Наличие дисперсии приводит к расплыванию волнового пакета при его распространении
в среде
Слайд 13
Дисперсия (9)
Задачки: определить дисперсию фазовой задержки (дисперсию групповых скоростей, ДГС)
для ряда материалов и длин волн (см. табл.)
Данные о св-вах материалов найти в Интернете (напр., http://refractiveindex.info ;
для форстерита http://tf.nist.gov/general/pdf/903.pdf )
Данные о св-вах материалов найти в Интернете (напр., http://refractiveindex.info ;
для форстерита http://tf.nist.gov/general/pdf/903.pdf )
Слайд 18
Призменный регулятор ДГС (4)
02.04.2015
При L>14,9 cm получаем отрицательное значение дисперсии групповой
скорости
Слайд 23
02.04.2015
Чирпированные зеркала часто применяются в комбинации с тонкопленочным быстрорелаксирующим полупроводниковым насыщающимся
поглотителем (SEmiconductor Saturable Absorber Mirror = SESAM)
Слайд 27Таким образом, в резонаторах лазеров СКИ дисперсия должна быть скомпенсирована.
Диспергирующая
среда
Регулятор дисперсии
Слайд 34
Самомодуляция фазы (5)
Таким образом, уширение импульса, вызванное самомодуляцией фазы, следует компенсировать
настройкой дисперсии групповой скорости.
В результате – режим генерации солитонов.
Этот режим полезен для передачи сообщений через волоконные линии связи.
В результате – режим генерации солитонов.
Этот режим полезен для передачи сообщений через волоконные линии связи.
*
Слайд 39
N. Akhmediev, A. Ankiewicz, and M. Taki, “Waves that appear from
nowhere and disappear without a trace”, Physics Letters, A 373 (2009) 675–678
*
А вот если баланс нелинейных и линейных свойств среды не соблюдается, то в морях и океанах могут появляться «волны-убийцы» -- и исчезать…
Слайд 41*
Оптический эффект Керра→ самофокусировка: n(I)=n0+n2I, n2>0
Форма не изменяется при распространении
Vp(soliton)
Vp(I≅0)
Плоский волновой фронт
Нелинейный фазовый сдвиг ∝ z (не очевидно, но так)
Плоский волновой фронт
Нелинейный фазовый сдвиг ∝ z (не очевидно, но так)
Солитон
Дифр. Расплыв.
Фазовый фронт
Spatial solitons: a game of self-focusing and diffraction
Слайд 42Возвращаясь к конструкции резонаторов лазеров СКИ:
*
При выборе параметров регулятора дисперсии
следует учитывать эффект самомодуляции фазы
Слайд 43Усиление сверхкоротких импульсов (1)
Рассмотрим две задачи для усилителя:
Усилить не саморазрушившись
Постараться еще
импульс подсократить.
Оказывается, обе эти задачи можно решить, использовав «игру ДГС и ФСМ»
*
Слайд 48Усиление сверхкоротких импульсов (5)
Разумеется, если на входе импульс достаточно короткий, а
усилительная среда имеет достаточно широкий спектр, то необходимости в уширении спектра путем ФСМ может не возникнуть.
Сохраним только идею:
- растянуть импульс во времени с чирпированием – «безопасно усилить» его в усилителе энергии – компрессировать вплоть до спектрально-ограниченной длительности
Сохраним только идею:
- растянуть импульс во времени с чирпированием – «безопасно усилить» его в усилителе энергии – компрессировать вплоть до спектрально-ограниченной длительности
*
Слайд 53Измерение длительности сверхкоротких импульсов (2)
Автокорреляционный метод
Интенсивность сигнала второй гармоники пропорциональна
произведению интенсивностей перекрывающихся импульсов
*
Слайд 54Измерение длительности сверхкоротких импульсов (2)
Автокорреляционный метод
Интенсивность сигнала второй гармоники пропорциональна
произведению интенсивностей перекрывающихся импульсов
*
Слайд 55Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3)
Автокорреляционный метод
Истинная форма импульса остается неизвестной.
Для оценки длительности делаются разумные предположения о его форме :
*
Слайд 56Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3)
Автокорреляционный метод
Истинная форма импульса остается неизвестной.
Для оценки длительности делаются разумные предположения о его форме :
*
Слайд 57Измерение длительности сверхкоротких импульсов (3)
Истинная форма импульса остается неизвестной. Для оценки
длительности делаются разумные предположения о его форме :
Возможно ли восстановить истинную форму импульса? –
Да, если одновременно регистрировать и временную, и спектральную компоненты
*
Гвидо д’Ареццо, Гви́до Арети́нский (итал. Guido d'Arezzo, лат. Guido Aretinus) (ок. 990 — ок. 1050)
Слайд 58Измерение длительности сверхкоротких импульсов (4)
Развитие автокорреляционных методов: Frequency Resolved Optical Gating
(FROG)
Если известно распределение во времени спектральных компонентов сигнала, то он может быть полностью восстановлен – основа time-frequency domain методов измерения.
*
Слайд 59Измерение длительности сверхкоротких импульсов (5)
Развитие автокорреляционных методов: Frequency Resolved Optical Gating
(FROG)
*
Слайд 60Измерение длительности сверхкоротких импульсов (6)
Развитие автокорреляционных методов: Frequency Resolved Optical Gating
(FROG)
*
Слайд 61Измерение длительности сверхкоротких импульсов (7)
Восстановление сигнала производится каким-либо итерационным алгоритмом
В
SHG-FROG используется необходимость выполнения двух условий – соответствие экспериментальным данным, и связь Esig с измеряемым и стробирующим сигналами:
*
Слайд 62Измерение длительности сверхкоротких импульсов (8)
Восстановление сигнала производится каким-либо итерационным алгоритмом
*
Слайд 63Измерение длительности сверхкоротких импульсов (8)
Восстановление сигнала производится каким-либо итерационным алгоритмом
*
Слайд 64Вопросы по курсу
*
1 Nd:YAG как лазерная среда. Nd-содержащие среды (стекло, смешанные
гранаты, YLF4, YVO4). "Бесстоксовые" лазерные среды (Yb, Nd:YVO4, ...)
2 Er-содержащие среды. Среды, активированные ионами переходных металлов(Ti, Cr, Tm, Co, ...)
3 Усиление света (порог; насыщение; ASE; 3-и 4-уровневые среды; энергосъем в непрерывном/импульсном режиме)
4 Лазеры, работающие в непрерывном режиме и режиме свободной генерации (порог, КПД, оптимальное пропускание зеркал)
5 Лазеры, работающие в моноимпульсном режиме. Способы реализации. Типы модуляторов добротности. Энергетические характеристики
6 Лазеры, работающие в режиме синхронизации (самосинхронизации) мод. Способы реализации. Спектрально-ограниченные импульсы.
7 Лазеры СКИ. Роль времени релаксации затворов. Затворы на основе KLM. SESAM - принцип действия, основы конструкции.
8. Роль дисперсии при генерации и усилении сверхкоротких импульсов (СКИ)
9. Роль самомодуляции фазы при генерации и усилении сверхкоротких импульсов (СКИ)
10. Усиление сверхкоротких импульсов. Чирп, временнАя компрессия.
11. Измерение длительности сверхкоротких импульсов.
2 Er-содержащие среды. Среды, активированные ионами переходных металлов(Ti, Cr, Tm, Co, ...)
3 Усиление света (порог; насыщение; ASE; 3-и 4-уровневые среды; энергосъем в непрерывном/импульсном режиме)
4 Лазеры, работающие в непрерывном режиме и режиме свободной генерации (порог, КПД, оптимальное пропускание зеркал)
5 Лазеры, работающие в моноимпульсном режиме. Способы реализации. Типы модуляторов добротности. Энергетические характеристики
6 Лазеры, работающие в режиме синхронизации (самосинхронизации) мод. Способы реализации. Спектрально-ограниченные импульсы.
7 Лазеры СКИ. Роль времени релаксации затворов. Затворы на основе KLM. SESAM - принцип действия, основы конструкции.
8. Роль дисперсии при генерации и усилении сверхкоротких импульсов (СКИ)
9. Роль самомодуляции фазы при генерации и усилении сверхкоротких импульсов (СКИ)
10. Усиление сверхкоротких импульсов. Чирп, временнАя компрессия.
11. Измерение длительности сверхкоротких импульсов.
