Шестиволновое взаимодействие с удвоенным обращением волнового фронта в многомодовых волноводах с керровской, тепловой нелинейностями
Автор: Ивахник Валерий Владимирович, Капизов Дархан Рахметулович, Никонов Владимир Иванович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.47, 2023 года.
Бесплатный доступ
Исследована пространственная селективность шестиволновых преобразователей излучения, осуществляющих удвоенное обращение волнового фронта сигнальной волны в длинных многомодовых волноводах как с керровской, так и тепловой нелинейностями. В качестве волноводов использовались волноводы с бесконечно проводящими поверхностями, с параболическим изменением показателя преломления. Показано, что пространственная структура первой волны накачки не влияет на качество удвоенного обращения волнового фронта в волноводе с керровской нелинейностью, слабо влияет на качество удвоенного обращения волнового фронта в волноводе с тепловой нелинейностью. Уменьшение на задней грани волновода радиуса второй гауссовой волны накачки приводит к улучшению качества удвоенного обращения волнового фронта как при шестиволновом взаимодействии на керровской, так и на тепловой нелинейностях. В параболическом волноводе при возбуждении волнами накачки нулевой моды волновода и неизменной частоте первой волны накачки увеличение частоты второй волны накачки улучшает качество удвоенного обращения волнового фронта.
Шестиволновой преобразователь излучения, удвоенное обращение волнового фронта, керровская нелинейность, тепловая нелинейность
Короткий адрес: https://sciup.org/140301840
IDR: 140301840 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1313
Six-wave interaction with double wavefront reversal in multimode waveguides with Kerr and thermal nonlinearities
Spatial selectivity of six-wave radiation converters, which perform double wavefront conjugation of a signal wave in long multimode waveguides with both Kerr and thermal nonlinearities, is studied. Waveguides with infinitely conductive surfaces, with a parabolic refractive index profile, were used. It is shown that the spatial structure of the first pump wave does not affect the quality of doubled wavefront conjugation in a waveguide with Kerr nonlinearity, but only slightly affects the quality of doubled wavefront conjugation in a waveguide with thermal nonlinearity. A decrease in the radius of the second Gaussian pump wave on the back face of the waveguide leads to an improvement in the quality of the doubled wavefront reversal both in the case of six-wave interaction in the Kerr and thermal nonlinearities. In a parabolic waveguide, when the zero mode of the waveguide is excited by pump waves at a constant frequency of the second pump wave, an increase in the frequency of the first pump wave worsens the quality of the double wavefront conjugation.
Список литературы Шестиволновое взаимодействие с удвоенным обращением волнового фронта в многомодовых волноводах с керровской, тепловой нелинейностями
- Charra F, Nunzi JM. Nondegenerate multiwave mixing in polydiacetylene: phase conju-gation with frequency. J Opt Soc Am B mU 8(3): 570-577.
- Ivakhnik VV, Nikonov VI. Double phase conjugation with frequency conversion under nondegenerate six-wave mixing. Optics Spectrosc Ш3; 75(2): 227-230.
- Karpuk SM, Rubanov AS, Tolstik AL. Double phase conjugation in quadratic recording of dynamic holograms in resonance media. Optics Spectrosc ^96; 80(2): 276-280.
- Romanov OG, Gorbach DV, Tolstik AL. Frequency transformation of optical vortices upon nondegenerate multi-wave interaction in dye solutions. Optics Spectrosc 20j0; Ю8(5): 768-773. DOI: 10.1134/S0030400X10050152.
- Zhou H, Liao M, Huang SW, Zhou L, Qiu K, Wong CW. Six-wave mixing induced by free-carrier plasma in silicon nanowire waveguides. Laser Photon Rev 20^; Ю: Ю54-DOI: 10.1002/lpor.201600124.
- Nazemosadat E, Pourbeyram H, Mafi A. Phase matching for spontaneous frequency conversion via four-wave mixing in graded-index multimode optical fibers. J Opt Soc Am B 2016; 33(2): 144-150. DOI: 10.1364/JOSAB.33.000144.
- Turitsyn SK, Bednyakova AE, Fedoruk MP, Paperny SB, Clements WRL. Inverse four-wave mixing and selfpara-metric amplification in optical fibre. Nat Photon 2015; 9(9): 608-614. DOI: 10.1038/NPH0T0N.2015.150.
- Weng Y, He X, Wang J, Pan Z. All-optical ultrafast wavelength and mode converter based on intermodal four-wave mixing in few-mode fibers. Opt Commun 2015; 348: 7-12. DOI: 10.1016/j.optcom.2015.03.018.
- Anjum OF, Guasoni M, Horak P, Jung Y, Petropoulos P, Richardson DJ, Parmigiani F. Polarization-insensitive fourwave-mixing-based wavelength conversion in few-mode optical fibers. J Lightw Technol 2018; 36(17): 36783683. DOI: 10.1109/JLT.2018.2834148.
- Zhang H, Bigot-Astruc M, Bigot L, Sillard P, Fatome J. Multiple modal and wavelength conversion process of a 10-Gbit/s signal in a 6-LP-mode fiber. Opt Express 2019; 27(11): 15413-15425. DOI: 10.1364/OE.27.015413.
- Zel'dovich BYa, Pilipetskiy NF, Shkunov VV. Wavefront reversal [In Russian]. Moscow: "Nauka" Publisher; 1985.
- Ivakhnik VV, Nikonov VI, Savelyev MV. Double wave-front reversal at six-wave interaction on the thermal non-linearity [In Russian]. Physics of Wave Processes and Radiotechnical Systems 2015; 18(1): 13-17.
- Ivakhnik VV, Nikonov VI. Six-wave interaction with double wavefront reversal on thermal nonlinearity in a medium with a nonlinear absorption coefficient [In Russian]. Computer Optics 2017; 41(3): 315-321. DOI: 10.18287/24126179-2017-41-3-315-321.
- Vinogradova MB, Rudenko OV, Sukhorukov AP. Wave theory [In Russian]. Moscow: "Fizmatlit" Publisher; 1979.
- Voronin ES, Strizhevskii VL. Parametric up-conversion of infrared radiation and its applications. Soviet Physics Uspekhi 1979; 22(1): 26-45. DOI: 10.1070/PU1979v022n01ABEH005414.
- Voronin ES, Petnikova VM, Shuvalov VV. Use of degenerate parametric processes for wavefront correction (review). Sov J Quantum Electron 1981; 11(5): 551-561. DOI: 10.1070/QE1981v011n05ABEH006899.
- Marcuse D. Light transmission optics. New York: Van Nostrand Reinhold Co; 1982. ISBN: 978-0-442-26309-6.
- Ivakhnik VV, Kapizov DR, Nikonov VI. Quality of wave-front reversal for four-wave interaction in a multimode waveguide with thermal nonlinearity [In Russian]. Computer Optics 2022; 46(1): 48-55. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1011.
