Качество преобразования излучения при четырёхволновом взаимодействии на тепловой нелинейности с учетом обратной связи

Автор: Акимов Александр Александрович, Гузаиров Салават Абдрахимович, Ивахник Валерий Владимирович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 5 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

При больших коэффициентах отражения исследовано качество преобразования излучения при четырёхволновом взаимодействии на тепловой нелинейности с учетом обратной связи на сигнальную и объектную волны. Показано, что оптимальным режимом работы четырёхволнового преобразователя на тепловой нелинейности является режим, при котором интенсивности волн накачки равны, и происходит компенсация фазового набега, возникающего вследствие самовоздействия волн накачки. При таком режиме работы четырёхволнового преобразователя излучения по сравнению со случаем отсутствия обратной связи на сигнальную и объектную волны с ростом интенсивности волн накачки наблюдается значительное увеличение амплитудного коэффициента отражения. При этом, несмотря на уменьшение ширины полосы пространственных частот объектной волны с ростом интенсивности волн накачки, качество преобразования излучения при наличии обратной связи на сигнальную и объектную волны оказывается лучше, чем при ее отсутствии.

Еще

Четырёхволновой преобразователь излучения, обратная связь, тепловая нелинейность

Короткий адрес: https://sciup.org/140290262

IDR: 140290262   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-888

Quality of radiation conversion under four-wave mixing on thermal nonlinearity with feedback

Quality of radiation conversion under four-wave mixing on thermal nonlinearity with feedback for both signal and object waves has been investigated at high reflection coefficients. It has been shown that the optimal operating mode of a four-wave converter on thermal nonlinearity is the mode in which the pumping waves have equal intensities and there is a compensation for a phase shift arising from the pumping wave self-action. In this operating mode of the four-wave radiation converter, as compared with the case of the absence of feedback for both signal and object waves, a significant increase in the amplitude reflection coefficient is observed with an increase in the pumping waves intensities. In this case, despite the decrease in the bandwidth of spatial frequencies of the object wave with an increase in the pumping wave intensities, the quality of radiation conversion with feedback for both signal and object waves is better than in the absence of feedback.

Еще

Список литературы Качество преобразования излучения при четырёхволновом взаимодействии на тепловой нелинейности с учетом обратной связи

  • Дмитриев, В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта / В.Г. Дмитриев. - М.: Физматлит, 2003. - 256 с. - ISBN: 5-9221-0080-7.
  • Ивахник, В.В. Обращение волнового фронта при четы-рёхволновом взаимодействии / В.В. Ивахник. - Самара: Самарский университет, 2010. - 246 с. - ISBN: 978-586465-471-2.
  • Ma, X. Generation of photon pairs in dispersion shift fibers through spontaneous four-wave mixing: influence of self-phase modulation / X. Ма, L. Yang, X. Guo, X. Li // Optics Communications. - 2011. - Vol. 284, Issue 19. - P. 45584562. - DOI: 10.1016/j.optcom.2011.06.011.
  • Salem, R. Optical time lens based on four-wave mixing on a silicon chip / R. Salem, M.A. Foster, A.C. Turner, D.F. Geraghty, M. Lipson, A.L. Gaeta // Optics Letters. - 2008. - Vol. 33, Issue 10. - P. 1047-1049. - DOI: 10.1364/OL.33.001047.
  • Щеулин, А. С. Голографические среды на основе кристаллов со структурой флюорита с центрами окраски / A.С. Щеулин, А.Е. Ангервакс, А.И. Рыскин. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 127 с.
  • Romanov, O.G. Formation of holographic gratings and dynamics of four-wave mixing in nonlinear microresonators / O.G. Romanov, O. Ormachea, A.L. Tolstik, J.L. Arce-Diego, D. Pereda-Cubian, F. Fanjul-Velez // Proceedings of SPIE. -2006. - Vol. 6255. - 625507. - DOI: 10.1117/12.676523.
  • Ивахник, В.В. Повышение эффективности систем обращения волнового фронта при использовании кольцевых резонаторов / В.В. Ивахник, В.М. Петникова, В.В. Шувалов // Квантовая электроника. - 1981. - Т. 8, № 2. - С. 445-448.
  • Ивахник, В.В. Фильтрация оптического излучения при невырожденном четырёхфотонном взаимодействии / B.В. Ивахник // Известия высших учебных заведений. Физика. - 1982. - Т. 25, № 8. - С. 97-99.
  • Акимов, А.А. Четырёхволновое взаимодействие на тепловой нелинейности в схеме с положительной обратной связью / А.А. Акимов, С.А. Гузаиров, В.В. Ивахник // Компьютерная оптика. - 2018. - Т. 42, № 4. - С. 534-541. - DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-4-534-541.
  • Воронин, Э.С. Компенсация фазовых искажений при вырожденном четырёхчастотном взаимодействии / Э.С. Воронин, В.В. Ивахник, В.М. Петникова, В.С. Соломатин, В.В. Шувалов // Квантовая электроника. - 1979. - Т. 6, № 9. - С. 2009-2015.
  • Акимов, А. А. Обращение волнового фронта при четы-рёхволновом взаимодействии на резонансной и тепловой нелинейностях при больших коэффициентах отражения / А.А. Акимов, В.В. Ивахник, В.И. Никонов // Оптика и спектроскопия. - 2013. - Т. 115, № 3. - С. 438445. - DOI: 10.7868/S0030403413090031.
  • Зельдович, Б.Я. Влияние пространственной интерференции на усиление при вырожденном рассеянии света / Б.Я. Зельдович, В.В. Шкунов // Квантовая электроника. - 1977. - Т. 4, № 11. - С. 2353-2359.
  • Воронин, Э.С. Использование вырожденных параметрических процессов для коррекции волновых фронтов (обзор) / Э.С. Воронин, В.М. Петникова, В.В. Шувалов // Квантовая электроника. - 1981. - Т. 8, № 5. - С. 917-935.
  • Воробьева, Е.В. Временной отклик тонкой динамической голограммы в растворе красителя, моделируемом четырёхуровневой схемой энергетических уровней / Е.В. Воробьёва, В.В. Ивахник // Компьютерная оптика. - 2002. - Вып. 24. - С. 91-93.
  • Ковалев, В.И. Роль нелинейного поглощения в ОВФ ИК излучения при четырёхволновом взаимодействии в полупроводниках / В.И. Ковалев, В.А. Трофимов // Квантовая электроника. - 1991. - Т. 18, № 11. - С. 1336-1339.
  • Акимов, А.А. Четырёхволновое взаимодействие на тепловой нелинейности при больших коэффициентах отражения с учетом самодифракции волн накачки / А.А. Акимов, В.В. Ивахник, В.И. Никонов // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 2. - С. 250-255.
  • Pan, X. Experimental realization of a feedback optical parametric amplifier with four-wave mixing / X. Pan, H. Chen, T. Wei, J. Zhang, A.M. Marino, N. Treps, R.T. Glasser, J. Jing // Physical Review B. - 2018. - Vol. 97, Issue 16 -161115. - DOI: 10.1103/PhysRevB.97.161115.
  • Сметанин, С.Н. Сравнительный анализ использования различных твердотельных лазерных сред для самовозбуждения четырёхволновой ОВФ-генерации в петлевом лазерном резонаторе / С.Н. Сметанин // Квантовая электроника. - 2013. - Т. 43, № 1. - С. 37-46.
  • Сидоров, А.И. Основы фотоники: физические принципы и методы преобразования оптических сигналов в устройствах фотоники / А.И. Сидоров. - СПб.: ФГБОУ ВПО «СПб НИУ ИТМО», 2014. - 148 с.
  • Пахомов, И.И. Оптико-электронные квантовые приборы / И.И. Пахомов, О.В. Рожков, В.Н. Рождествин. - М.: Радио и связь, 1982. - 456 с.
Еще