Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма презентация

Г. Беспалов, Государственный Оптический Институт имени С. И. Вавилова

Н. С. Макаров,
Санкт-Петербургский Институт Точной Механики и Оптики (Технический Университет)
гр. 638, каф. КТ, фак. ИТиП

учетом дифракционных эффектов
Выводы
Список литературы

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

Макаров Н.С., mak_nick@newmail.ru

Беспалов В.Г., bespalov@admiral.ru

условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

Методами численного моделирования исследовано влияние дифракционных эффектов (числа Френеля F активного волновода и фокусировки) на реализацию условий фазового квазисинхронизма при вынужденном комбинационном рассеянии. При увеличении F эффективность антистоксового ВКР-преобразования возрастает и достигает своего максимального значения при F=3, после чего практически не изменяется. Эффективность антистоксового ВКР-преобразования максимальна при фокусировке гауссова пучка внутрь ВКР-активной среды.

Н. Бломбергеном в 1962 году [1] было предложено использовать среды с периодически изменяемыми параметрами нелинейности второго порядка (χ(2)) для повышения эффективности генерации второй гармоники лазерного излучения путем реализации фазового квазисинхронизма. Впоследствии эта идея была экспериментально реализована [2], и в настоящее время широко используется для преобразования частоты лазерного излучения [3]. В [4, 5] предложено использовать аналогичный подход для повышения эффективности генерации антистоксового излучения ВКР в среде с изменяемыми параметрами нелинейности третьего порядка (χ(3)) вдоль продольной координаты. Данная работа посвящена изучению влияния дифракционных эффектов на реализацию условий фазового квазисинхронизма при многоволновом ВКР.
В процессе моделирования считалось, что ВКР-активная среда находится на расстоянии L от источника излучения, т.е. прежде чем попасть в ВКР-активную среду, пучки проходят расстояние L в линейной среде. Численное моделирование ВКР в условиях фазового квазисинхронизма в водороде и нитрате бария показало, что при числе Френеля равном трем эффективность антистоксового ВКР-преобразования достигает своего максимального значения (32% для водорода и 21% для нитрата бария) и с дальнейшим ростом числа Френеля практически не изменяется. Было установлено, что максимальная эффективность антистоксового ВКР-преобразования при фокусировке входных пучков диаметром 1 мм достигается в случае, когда перетяжка пучка (фокальная область) находится внутри ВКР-активной среды длиной Lm на расстоянии 0,8Lm для водорода и Lm для нитрата бария.
Полученные результаты показывают, что при числе Френеля больше 3 влиянием дифракционных эффектов на реализацию условий фазового квазисинхронизма при ВКР можно пренебречь.

учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

из пассивных слоев практически не изменяется, что, в конечном итоге, приводит к реализации фазового квазисинхронизма

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

– стационарный коэффициент ВКР-усиления, ωj – частоты волн, Ej – комплексные амплитуды волн

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

точности вычислений необходимо учитывать генерацию по крайней мере 4-х стоксовых и 4-х антистоксовых компонент ВКР

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

В.Г., bespalov@admiral.ru

Водород

Нитрат бария

При числе Френеля больше 3 влиянием дифракционных эффектов на реализацию условий фазового квазисинхронизма при ВКР можно пренебречь

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

В.Г., bespalov@admiral.ru

Водород

Нитрат бария

Эффективность преобразования максимальна, когда перетяжка пучка находится внутри ВКР-активной среды

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

ВКР приводит к уменьшению общей длины ВКР-активной среды и практически не влияет на эффективность антистоксового ВКР-преобразования
При числе Френеля равном трем эффективность антистоксового ВКР-преобразования достигает своего максимального значения и с дальнейшим ростом числа Френеля практически не изменяется
Эффективность антистоксового ВКР-преобразования максимальна в том случае, когда перетяжка гауссова пучка находится внутри ВКР-активной среды

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002

P.S. Pershan, Phys. Rev., 127, 1918-1939, (1962).
R. Urschel, U. Bäder, A. Borsutzky, R. Wallenstein, J. Opt. Soc. Am., 16, 565-579, (1999).
M.H. Chou, K.R. Parameswaran, M.M. Fejer, I. Brener, Optics Letters, 24, №16, 1157-1159, (1999).
В.Г. Беспалов, Н.С. Макаров, Опт. и спектр., 90, №6, 1034-1037, (2001).
V.G. Bespalov, N.S. Makarov, Optics Communications, 203, (3-6), 413-420, (2002).
V.G. Bespalov, N.S. Makarov, Proc. SPIE, 4638, 30-40, (2002).

Многоволновое ВКР с учетом дифракционных эффектов в условии фазового квазисинхронизма; Санкт-Петербург, 14-17 октября 2002