Научные статьи
\
Прикладные науки. Медицина. Технология
\
Инженерное дело. Техника в целом
\
Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения
\
Электротехника
Влияние учёта высших приближений теории дисперсии на характер трансформации огибающей импульса в диспергирующей среде
Автор: Захаров Николай Семнович, Холод Сергей Владимирович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье приведены результаты численного расчёта огибающей и частотного профиля импульса при распространении в диспергирующей среде на примере распространения фемтосекундного импульса в плазме. Дано объяснение возникновению модуляции в нечётных порядках приближения теории дисперсии и исчезновению - в чётных порядках. Показано, что достаточным для проведения большинства расчётов переноса ультракоротких импульсов может считаться четвёртое приближение теории дисперсии.
Ультракороткий импульс, теория дисперсии, огибающая импульса, фурье-преобразование, чирпинг
Короткий адрес: https://sciup.org/140228655
IDR: 140228655 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-636-644
Influence of higher-order terms of the approximate dispersion theory on the pulse envelope profile in a dispersive medium
Results of the numerical calculation of the envelope and frequency profile of a pulse propagating in a dispersive medium, exemplified by the propagation of a femtosecond pulse in the plasma, are presented. The explanation for the appearance of modulation in the odd orders of approximation of the theory of dispersion and for the extinction of modulation in the even orders is given. Taking into account the fourth-order term of the approximate dispersion theory is shown to be sufficient in the majority of cases when calculating the ultrashort pulse propagation.
Список литературы Влияние учёта высших приближений теории дисперсии на характер трансформации огибающей импульса в диспергирующей среде
- Козлов, С.А. Основы фемтосекундной оптики//С.А. Козлов, В.В. Самарцев. -М.: Физматлит, 2009. -292 с. -ISBN: 978-5-9221-1140-9.
- Захаров, Н.С. Взаимодействие ультракоротких импульсов лазерного излучения с веществом/Н.С. Захаров, С.В. Холод; под ред. проф. Н.С. Захарова. -Сергиев Посад: 12 ЦНИИ МО РФ, 2012. -296 c.
- Гейнц, Ю.Э. Нелинейная фемтосекундная оптика атмосферы/Ю.Э. Гейнц, А.А. Землянов, А.М. Кабанов, Г.Г. Матвиенко; под общ. ред. А.А. Землянов. -Томск: Изд-во Ин-та оптики атмосферы СО РАН, 2010. -211 с.
- Гинзбург, В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме/В.Л. Гинзбург. -М.: Физматгиз, 1960. -552 с.
- Вайнштейн, Л.Α. Распространение импульсов/Л.Α. Вайнштейн//Успехи физических наук. -1976. -Т. 118, Вып. 2. -С. 339-367. - DOI: 10.3367/UFNr.0118.197602h.0339
- Вайнштейн, Л.Α. Разделение частот в теории колебаний/Л.Α. Вайнштейн, Д.Е. Вакман. -М.: Наука, 1983. -288 с.
- Ахманов, С.А. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов/С.А. Ахманов, В.А. Выслоух, А.С. Чиркин. -М.: Наука, 1988. -312 с. -ISBN: 5-02-013838-Х.
- Bespalov, V.G. Simplified field wave equations for the nonlinear propagation of extremely short light pulses/V.G. Bespalov, S.A. Kozlov, Yu.A. Shpolyanskiy, I.A. Walmsley//Physical Review A. -2002. -Vol. 66, Issue 1. -013811. - DOI: 10.1103/PhysRevA.66.013811
- Brabec, Th. Nonlinear optical pulse propagation in the single-cycle regime/Th. Brabec, F. Krausz//Physical Review Letters. -1997. -Vol. 78, Issue 17. -P. 3282-3285. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.3282
- Brabec, Th. Intense few-cycle laser Fields: Frontiers of nonlinear optics/Th. Brabec, F. Krausz//Review of Modern Physics. -2000. -Vol. 72, Issue 2. -P. 545-591. - DOI: 10.1103/RevModPhys.72.545
- Ranka, J.K. Breakdown of the slowly varying envelope approximation in the self-focusing of ultrashort pulses/J.K. Ranka, A.L. Gaeta//Optics Letters. -1998. -Vol. 23(7). -P. 534-536. - DOI: 10.1364/OL.23.000534
- Штумпф, С.А. Динамика сильного поля светового импульса с малым числом колебаний оптического поля в диэлектрической среде/С.А. Штумпф, А.А. Королёв, С.А. Козлов//Известия Российской академии наук. Серия физическая. -2007. -Т. 71, № 2. -С. 158-161.
- Виноградова, М.Б. Теория волн/М.Б. Виноградова, О.В. Руденко, А.П. Сухоруков. -М.: Наука, 1979. -384 с.
- Ахманов, С.А. Самовоздействие волновых пакетов в нелинейной среде и генерация фемтосекундных лазерных импульсов/С.А. Ахманов, В.А. Выслоух, А.С. Чиркин//Успехи физических наук. -1986. -Т. 149, Вып. 7. -С. 449-509. - DOI: 10.3367/UFNr.0149.198607d.0449
- Громов, Е.М. Высшие приближения теории дисперсии нелинейных волн в однородных и неоднородных средах/Е.М. Громов, В.И. Таланов//Известия Академии наук. Серия физическая. -1996. -Т. 60, № 12. -С. 16-28.
- Кловский, Д.Д. Нелинейная эволюция импульсов различной формы в волоконном световоде/Д.Д. Кловский, И.Н. Сисакян, А.Б. Шварцбург, А.Ю. Шерман, С.М. Широков//Компьютерная оптика. -1987. -№ 1. -С. 108-113.
- Алименков, И.В. Решение в квадратурах уравнения распространения импульсов в оптических волокнах/И.В. Алименков, Ю.Ж. Пчёлкина//Компьютерная оптика. -2014. -Т. 37, № 3. -С. 294-296.
- Алименков, И.В. Решение расширенного уравнения распространения импульсов в оптических волокнах/И.В. Алименков, Ю.Ж. Пчёлкина//Компьютерная оптика. -2014. -Т. 38, № 1. -С. 28-30.
- Mohamadou, A. Higher order dispersion effects in the noninstantaneous nonlinear Schrödinger equation/A. Mohamadou, C.G.L. Tiofack, T.C. Kofane, T.B. Ekogo, J. Atangana, K. Porsezian//Journal of Modern Optics. -2011. -Vol. 58, Issue 11. -P. 924-931. - DOI: 10.1080/09500340.2011.582963
- Liu, W.-J. Solitary wave pulses in optical fibers with normal dispersion and higher-order effects/W.-J. Liu, B. Tian, H.-Q. Zhang, T. Xu, H. Li//Physical Review A. -2009. -Vol. 79(6). -063810. - DOI: 10.1103/PhysRevA.79.063810
- He, F.-T. The effects of five-order nonlinear on the dynamics of dark solitons in optical fiber/F.-T. He, X.-L. Wang, Z.-L. Duan//The Scientific World Journal. -2013. -Vol. 2013. -130734. - DOI: 10.1155/2013/130734
- Marfice, J.P. Dispersion approximation using higher-order Taylor series terms/J.P. Marfice, O.R. Baiocchi//Applied Optics. -1987. -Vol. 26, Issue 19. -P. 4043-4045. - DOI: 10.1364/AO.26.004043
- Beech, R. Effects of higher order dispersion terms in the nonlinear Schrodinger equation/R. Beech, F. Osman//American Journal of Applied Sciences. -2005. -Vol. 2, Issue 9. -P. 1356-1369. - DOI: 10.3844/ajassp.2005.1356.1369
- Холод, С.В. Программа расчёта параметров лазерного импульса ультракороткой длительности, распространяющегося в диспергирующей среде (Fourier 2.0)/С.В. Холод//Государственная регистрация программы для ЭВМ RU 2016661466 от 11.10.2016, Бюл. № 11. -URL: www1.fips.ru/Archive/EVM/2016/2016.11.20/DOC/RUNW/000/002/016/661/466/document.pdf (дата обращения: 23.05.2017).
- Захаров, Н.С. Диагностика плазмы ультракороткими импульсами лазерного излучения/Н.С. Захаров, С.В. Холод//Прикладная физика. -2005. -№ 6. -С. 80-83.
- Захаров, Н.С. Влияние процессов ионизации на распространение частотно модулированных волновых пакетов в разреженных газах/Н.С. Захаров, С.В. Холод//Прикладная физика. -2009. -№ 4. -С. 81-85.
- Желтиков, А.М. Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами/А.М. Желтиков//Успехи физических наук. -2006. -Т. 176, Вып. 6. -С. 623-649. - DOI: 10.3367/UFNr.0176.200606d.0623
