Исследование динамики квадратной решетки оптических вихрей в модели широкоапертурного лазера

Автор: Кренц А.А., Молевич Н.Е.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 4 т.21, 2018 года.

Бесплатный доступ

С помощью системы уравнений Максвелла - Блоха аналитически и численно исследована динамика квадратной решетки оптических вихрей, образующейся в широкоапертурных лазерах. При накачке, близкой к порогу генерации, реализуется стационарная решетка вихрей. При увеличении накачки решетка вихрей теряет устойчивость в результате бифуркации Андронова - Хопфа, что приводит к возникновению в решетке колебаний. Далее решетка разрушается, и наблюдается нерегулярное движение отдельных оптических вихрей. Построены бифуркационные диаграммы.

Широкоапертурный лазер, оптический вихрь, вихревая решетка, численное моделирование

Короткий адрес: https://sciup.org/140256068

IDR: 140256068

Список литературы Исследование динамики квадратной решетки оптических вихрей в модели широкоапертурного лазера

Ахманов С.А., Сухоруков А.П., Хохлов Р.В. Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде // УФН. 1967. Т. 93. № 9. С. 19-70.
Карамзин Ю.Н., Сухоруков А.П. Нелинейное взаимодействие дифрагирующих световых пучков в среде с квадратичной нелинейностью; взаимофокусировка пучков и ограничение эффективности оптических преобразователей частоты // Письма в ЖЭТФ. 1974. Т. 20. С. 734-739.
Observation of two-dimensional spatial solitary waves in quadratic medium / W.E. Torruelas [et al.] // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 74. P. 5036.
Lushnikov P.M., Mamaev A.V. Spontaneous hexagon formation in photorefractive crystal with a single pump wave // Opt. Lett. 1999. Vol. 24. P. 1511.
Рахманов А.Н., Шмальгаузен В.И. Автоволновые процессы в интерферометре Фабри-Перо со сложной нелинейной средой // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. № 11. С. 1096-1099.
Staliunas K., Sanchez-Morsillo V.J. Transverse Patterns in Nonlinear Optical Resonators. Berlin: Springer. 2003. P. 226.
Basic transverse dynamics of a photorefractive oscillator / D. Hennequin [et al.] // Opt. Lett. 1999. Vol. 24. P. 1511.
Vortex induction via anisotropy stabilized light-matter interaction / R. Barboza [et al.] // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 109. P. 143901.
Harnessing optical vortex lattices in nematic liquid crystals / R. Barboza [et al.] // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111. P. 093902.
Chen Y.F., Lan Y.P. Spontaneous transverse pattern formation in a microchip laser excited by a doughnut pump profile // Appl. Phys. B. 2002. Vol. 75. P. 453-456.
Chen Y.F., Lan Y.P. Formation of optical vortex lattices in solid-state microchip lasers: spontaneous transverse mode locking // Phys. Rev. A. 2001. Vol. 64. P. 063807.
Chen Y.F., Lan Y.P. Transverse pattern formation of optical vortices in a microchip laser with a large Fresnel number // Phys. Rev. A. 2001. Vol. 65. P. 013802.
Louvergneaux E., Hennequin D., Dangoisse D., Glorieux P. Transverse mode competition in a CO2 laser // Phys. Rev. A. 1996. Vol. 53. P. 4435-4438.
Otsuka K., Chu S. Generation of vortex array beams from a thin-slice solid-state laser with shaped wide-aperture laser-diode pumping // Optics Letters. 2009. V. 34. P. 10-12.
Transverse laser patterns I. Phase singularity crystals / M. Brambilla [et al.] // Phys. Rev. A. 1991. Vol. 43. P. 5090-5113.
Scheuer J., Orenstein M. Vortices crystals spontaneous generation in nonlinear semiconductor microcavities // Science. 1999. Vol. 285. P. 230-233.
Абрикосов А.А. О магнитных свойствах сверхпроводников второй группы // ЖЭТФ. 1957. Т. 32. С. 1442.
Vortex lattice dynamics in rotating spinor Bose - Einstein condensates / V. Schweikhard [et al.] // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 93. P. 210403.
Local-field effects in pattern formation in large-aspect-ratio lasers / O.G. Calderon [et al.] // Phys. Rev. A. 2003. Vol. 67. P. 043812.
Cross M.C., Hohenberg P.C. Pattern formation outside of equilibrium // Reviews of Modern Physics. 1993. Vol. 65. P. 851.
Staliunas K., Weiss C.O. Tilted and standing waves and vortex lattices in class-A lasers // Physica D. 1995. Vol. 8. P. 79-93.
Staliunas K., Weiss C.O. Nonstationary vortex lattices in large-aperture class B lasers // Journal of the Optical Society of America B. 1995. Vol. 12. P. 1142.
Space-time dynamics of wide-gain-section lasers / P.K. Jacobsen [et al.] // Phys. Rev. A. 1992. Vol. 45. P. 2076-2086.
Dynamic modes of wide-aperture laser systems above the second lasing threshold / D.A. Anchikov [et al.] // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2014. Vol. 41. P. 226-229.
Кренц А.А., Молевич Н.Е. Каскад бифуркаций удвоения тора в лазере с отстройкой частоты // Квантовая электроника. 2009. Т. 39. С. 751-756.
Ханин Я.И. Основы динамики лазеров. М.: Наука, 1999. 368 с.
Generation of optical vortex arrays using single-element reversed-wavefront folding interferometer / B. Singh [et al.] // International Journal of Optics. 2012. Vol. 2012. P. 517591.
Vyas S., Senthilkumaran P. Two dimensional vortex lattices from pure wavefront tilts // Optics Communications. 2010. Vol. 283. P. 2767-2771.
Generation of dipole vortex array using spiral Dammann zone plates / J. Yu [et al.] // Applied Optics. 2012. Vol. 51. P. 6799-6804.

Еще

Статья научная