Новые методы генерации и усиления света при вынужденном комбинационном рассеянии: фазовый квазисинхронизм и фотонные кристаллы В. Г. Беспалов, С. А. Лобанов, - презентация

1 Новые методы генерации и усиления света при вынужденном комбинационном рассеянии: фазовый квазисинхронизм и фотонные кристаллы В. Г. Беспалов, С. А. Лобанов, Н. С. Макаров. - фазовый квазисинхронизм - непрерывная генерация ВКР в резонаторе - фотонные кристаллы

2 Фазовый квазисинхронизм при генерации второй гармоники. z I 2w LкLк Создание условий фазового квазисинхронизма при ВКР генерации. d 31 c-axis LкLк

3 Система уравнений для комплексных амплитуд полей взаимодействующих волн A j : Здесь – волновая расстройка, g – коэффициент стационарного ВКР усиления, i – частоты взаимодействующих волн.

4 Зависимость эффективности антистоксового ВКР преобразования от соотношения интенсивностей стоксовой компоненты и накачки на входе в комбинационно-активную среду. Водород, = 1.5 рад/см, g = 3.0 см/ГВт.

5 Фазовый квазисинхронизм при ВКР в водороде. = 1.5 рад/см, g = 3.0 см/ГВт, I s (0) = ГВт/см 2, эффективность антистоксового преобразования равна 30%.

6 Непрерывная генерация ВКР в резонаторе. t Выходное зеркало z Область задания граничных условий. Входное зеркало L 2L Прямая волнаОбратная волна Начальные условия и условие отражения на зеркалах.

7 . Генерация ВКР с уровня стохастических шумов, H2 gas, H2 Crystal, CH4 gas, Ba(NO3)2 Crystal.

8 Результаты моделирования ВКР - усиления в резонаторе. Расчеты проводились при следующих параметрах резонатора: L=7.3 см., R= , A=7.8e -5 ppm, P входное =1 Вт/см 2 и для следующих сред: H 2 gas, 30 atm., g=4.72*10 -9 см/Вт, T 2 = 203* cек. H 2 Crystal, g=56*10 -9 см/Вт, T 2 = 30*10 -9 cек. CH 4 gas, 50 Atm., g=1.26*10 -9 см/Вт, T 2 = 16* cек. Ba(NO 3 ) 2 Crystal, g=47*10 -9 см/Вт, T 2 = 16* cек. L=1см. R= , A=7.8e -5 ppm, P входное =0.1 Вт/см 2 g=12*10 -9 см/Вт, T 2 =10 -9 cек., P импульсов =10 -4 P входное, Tимп. =10 4 T x x x x x x x x x x x10 -2 Eстокса x x x x x Eстокса

9 Фотонные кристаллы

10 Примеры многомерных фотонных кристаллов

11 Принцип реализации фазового синхронизма с использованием двумерного фотонного кристалла Условия выполнения фазового синхронизма: ksks kpkp kpkp kaka

12 Проведенные исследования показали, что при ВКР в средах c изменяемыми параметрами нелинейности третьего порядка ( (3) ) вдоль продольной координаты в условиях фазового квазисинхронизма возможно увеличение коэффициента преобразования энергии из волны накачки в антистоксовую компоненту. Проведенное численное моделирование указывает пути повышения эффективности антистоксового ВКР преобразования и открывает возможности дальнейшей оптимизации схем для получения когерентного излучения с длинами волн в сине- голубой области спектра. Для решения проблемы фазового синхронизма и увеличения эффективности преобразования при нелинейных взаимодействиях могут быть использованы фотонные кристаллы. Выводы.