Статистика нелинейного шума в высокоскоростной оптической линии связи без компенсации дисперсии

Е. Г. Шапиро, Д. А. Шапиро

  • Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск
Аннотация: Рассмотрена линия связи без компенсации дисперсии. Аналитически и численно показано, что практически на всей протяженности линии связи мощность поля в волокне задается распределением χ22. На примере формата 8-PSK получены зависимости дисперсии фазового шума от параметра чирпа начальных импульсов. Установлено, что накопленный фазовый сдвиг имеет нормальное распределение, дисперсия которого уменьшается с ростом чирпа исходных гауссовых импульсов. Предложена адекватная линейная оценка акуммулированной нелинейности.
Ключевые слова: : волоконно-оптические линии связи, математическое моделирование, нелинейное уравнение Шредингера
Поступила в редакцию: 19.05.2022

Образец цитирования: Е. Г. Шапиро, Д. А. Шапиро, “Статистика нелинейного шума в высокоскоростной оптической линии связи без компенсации дисперсии”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 759–763

Скачать (pdf)

Формирование двумерных контуров изображения в нулевом и плюс втором дифракционных порядках в процессе двукратной брэгговской дифракции

В. М. Котов, С. В. Аверин, А. А. Зенкина, А. С. Белоусова

  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Аннотация: Исследована возможность формирования двумерного контура оптического изображения при двукратной брэгговской дифракции одновременно в двух брэгговских порядках. Получены передаточные функции брэгговских порядков двукратной дифракции с учетом эллиптичности оптических пучков и кривизны волновых поверхностей кристалла. Найдены условия, позволяющие получить контур изображения одновременно в нулевом и плюс втором брэгговских порядках. Это подтверждено экспериментально на примере фурье-обработки изображения, переносимого излучением на длине волны 0.63 мкм. Двукратная брэгговская дифракция реализована на основе акустооптической ячейки из одноосного гиротропного кристалла парателлурита, работающей при частоте звука 20.3 МГц.
Ключевые слова: двукратная брэгговская дифракция, одноосный гиротропный кристалл, передаточные функции, выделение двумерного контура изображения.
Поступила в редакцию: 07.04.2022
Исправленный вариант: 22.06.2022

Образец цитирования: В. М. Котов, С. В. Аверин, А. А. Зенкина, А. С. Белоусова, “Формирование двумерных контуров изображения в нулевом и плюс втором дифракционных порядках в процессе двукратной брэгговской дифракции”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 754–758

Солитонные пучки мод с положительными и отрицательными групповыми скоростями в тонкой левоориентированной пленке на правоориентированной керровской подложке

Ю. В. Зеленецкая, Р. В. Литвинов, Н. Р. Мелихова, А. С. Спиридонова

  • Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Аннотация: Рассмотрено распространение стационарных темных и светлых пространственных солитонов и различных пар некогерентно связанных солитонов в планарном волноводе на основе тонкой левоориентированной пленки на керровской подложке. Показано, что такие солитоны могут быть образованы направляемыми модами как с положительной, так и с отрицательной групповой скоростью. Определены условия, при которых в одном и том же волноводе возможно распространение и светлых и темных пространственных солитонов независимо от знака нелинейного оптического коэффициента подложки.
Ключевые слова: тонкая левоориентированная пленка, волноводные моды, групповая скорость, оптическая нелинейность, пространственные солитоны.
Поступила в редакцию: 13.04.2022
Исправленный вариант: 20.06.2022

Образец цитирования: Ю. В. Зеленецкая, Р. В. Литвинов, Н. Р. Мелихова, А. С. Спиридонова, “Солитонные пучки мод с положительными и отрицательными групповыми скоростями в тонкой левоориентированной пленке на правоориентированной керровской подложке”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 749–753

Скачать (pdf)

Лазерный синтез нанопорошков на основе селенида цинка для приготовления высокопрозрачной керамики

В. В. Осипов, В. В. Платонов, А. М. Мурзакаев, Е. В. Тихонов, А. И. Медведев

  • Институт электрофизики УрО РАН, г. Екатеринбург
Аннотация: Сообщается о получении слабоагломерированных нанопорошков ZnSe, Cu : ZnSe и Fe :ZnSe путём испарения мишени соответствующего химического состава при помощи волоконного иттербиевого лазера, который генерировал периодические импульсы излучения с пиковой мощностью 600 Вт и длительностью 120 мкс. Наночастицы имеют форму многогранников и, реже, сфер со средним размером 18 нм. Производительность получения нанопорошка при средней мощности лазерного излучения 300 Вт составила ∼100 г/ч. Расчёты показали, что пористость исходной мишени, в нашем случае ∼30 %, приводит к рассеянию лазерного излучения и очень неоднородному его распределению внутри неё. В некоторых местах приповерхностного слоя мишени толщиной 10 – 15 мкм излучение случайным образом концентрируется, и его интенсивность, благодаря высокому коэффициенту преломления ZnSe (n ≈ 2.48), может превышать интенсивность падающего излучения в 10 – 245 раз. Это существенно облегчает оптическое разрушение и дальнейшее испарение мишени при небольшой пиковой интенсивности падающего излучения (∼0.43 МВт/см²). Фотосъёмка лазерного факела показала, что испарение мишени с помощью периодических импульсов лазерного излучения позволяет при определённых условиях существенно снизить разбрызгивание капель расплава. Для этого при пиковой интенсивности излучения 0.21 МВт/см² длительность импульсов не должна превышать 400 мкс, а при интенсивности 0.46 МВт/см² – 200 мкс.
Ключевые слова: селенид цинка, нанопорошок, наночастицы, газофазный метод получения наночастиц, волоконный иттербиевый лазер, лазерное испарение, лазерная абляция, оптическое разрушение прозрачных диэлектриков.
Поступила в редакцию: 13.04.2022
Исправленный вариант: 05.07.2022

Образец цитирования: В. В. Осипов, В. В. Платонов, А. М. Мурзакаев, Е. В. Тихонов, А. И. Медведев, “Лазерный синтез нанопорошков на основе селенида цинка для приготовления высокопрозрачной керамики”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 739–748

Скачать (pdf)

Встречное четырехволновое взаимодействие на фазово-амплитудных голографических решетках в кубическом фоторефрактивном кристалле

В. Н. Навныко

  • Мозырский государственный педагогический университет им. И. П. Шамякина
Аннотация: Представлена система уравнений связанных волн, которая может быть использована для нахождения компонент векторных амплитуд линейно поляризованных световых волн при четырехволновом взаимодействии на фазово-амплитудных голографических решетках в кубическом фоторефрактивном кристалле. При получении уравнений связи учитывались линейный электрооптический, фотоупругий и обратный пьезоэлектрический эффекты, а также естественная оптическая активность, циркулярный дихроизм и поглощение в кристалле. Проанализированы закономерности энергетического обмена при четырехволновом взаимодействии в кристалле InP : Fe среза (111). Показано, что наилучшее совпадение теоретически рассчитанных зависимостей интенсивностей p- и s-поляризованных компонент обращенной световой волны от ориентационного угла с известными результатами экспериментальных исследований достигается при допущении, что в кристалле формируется несколько голографических решеток, имеющих фазово-амплитудную структуру. Теоретически изучена зависимость интенсивности обращенной волны от ориентационного угла и азимута линейной поляризации волны накачки, и показано, что она может быть существенно увеличена за счет оптимального выбора значений этих параметров.
Ключевые слова: четырехволновое взаимодействие, обращение волнового фронта, фоторефрактивный кристалл, голографическая решетка, ориентационный угол, азимут поляризации.
Поступила в редакцию: 17.05.2021
Исправленный вариант: 08.06.2021

Образец цитирования: В. Н. Навныко, “Встречное четырехволновое взаимодействие на фазово-амплитудных голографических решетках в кубическом фоторефрактивном кристалле”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 731–738

Скачать (pdf)

Влияние толщины пассивирующего реактивного титанового слоя зеркальных граней на электрические характеристики диодных лазеров

Н. С. Утков, А. Е. Дракин, Г. Т. Микаелян

  • ООО «Лассард», г.Обнинск, Московская обл.
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
  • ООО «НПП Инжект», Россия, Саратов
Аннотация: Описан метод определения допустимой толщины слоя титана для пассивирования излучающих граней диодного лазера. Пассивация реактивным металлом легко встраиваема в процесс производства диодных лазеров. В качестве реактивного металла выбран титан, поскольку он служит адгезионным слоем омических контактов полупроводниковых структур. Показано, как при уменьшении слоя осаждённого титана от 4.3 до 0.7 нм кривая вольт-амперной характеристики диодного лазера стремится к той форме, которая была до осаждения покрытия.
Ключевые слова: диодный лазер, пассивация титаном.
Поступила в редакцию: 30.05.2022

Образец цитирования: Н. С. Утков, А. Е. Дракин, Г. Т. Микаелян, “Влияние толщины пассивирующего реактивного титанового слоя зеркальных граней на электрические характеристики диодных лазеров”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 728–730

Скачать (pdf)

Параллельные моды при импульсном двухчастотном резонансе в Λ-схеме вырожденных квантовых уровней

О. М. Паршков

  • Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А
Аннотация: Представлены результаты теоретического изучения процесса совместного распространения двух эллиптически поляризованных лазерных импульсов, резонансно взаимодействующих с квантовыми переходами в Λ-схеме вырожденных энергетических уровней. Рассмотрены случаи слабого высокочастотного поля, при котором возникает явление электромагнитно индуцированной прозрачности, и случай мощного высокочастотного поля. Показано, что для обеих ситуаций существуют оптимальные условия, накладываемые на входные импульсы взаимодействующих излучений, при которых импульс высокочастотного поля испытывает в среде наименьшие поглощение и искажение. Первое условие даёт определённую связь для эксцентриситетов эллипсов поляризации входных полей. Второе, менее существенное условие, состоит в параллельности главных осей этих эллипсов. Оба условия подсказаны теорией нормальных мод электромагнитно индуцированной прозрачности в рассматриваемой Λ-схеме. Численное моделирование показало, что упомянутые условия достаточно хорошо применимы не только в случае слабого высокочастотного излучения, но и тогда, когда высокочастотный и низкочастотный импульсы имеют на входе в среду сравнимые пиковые интенсивности.
Ключевые слова: Λ-схема, резонансные лазерные импульсы, электромагнитно индуцированная прозрачность.

Образец цитирования: О. М. Паршков, “Параллельные моды при импульсном двухчастотном резонансе в Λ-схеме вырожденных квантовых уровней”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 720–727

Скачать (pdf)

Энергии рентгеновских лазерных импульсов и длины волн вынужденного излучения, достижимые при накачке рентгеновских лазеров с помощью лазерной установки National Ignition Facility

М. Л. Шматов

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
Аннотация: Представлены оценки, согласно которым энергии импульсов рентгеновского лазерного излучения с длинами волн 35.6 или 30.56 Å, достижимые при накачке однопроходных лазеров на 4d – 4p-переходах никелеподобных ионов Au или Bi шестнадцатью пучками лазерной установки National Ignition Facility (NIF) с удвоенной частотой излучения, составляют ∼75 мДж и величину порядка 0.01 – 1 мДж соответственно. Полагалось, что вклад одного пучка NIF в энергию излучения накачки рентгеновского лазера равен 2.36 кДж, а длительность облучения каждого участка мишени, используемой для формирования его активной среды, составляет 500 пс. Рассмотрена возможность получения с помощью рентгеновских лазеров информации, полезной для оптимизации конструкции и/или режима облучения термоядерных мишеней.
Ключевые слова: рентгеновские лазеры, лазерный термоядерный синтез.
Поступила в редакцию: 12.05.2022

Образец цитирования: М. Л. Шматов, “Энергии рентгеновских лазерных импульсов и длины волн вынужденного излучения, достижимые при накачке рентгеновских лазеров с помощью лазерной установки National Ignition Facility”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 715–719

Скачать (pdf)

Сравнение режимов синхронизации мод на основе нелинейного вращения плоскости поляризации в эрбиевых волоконных лазерах с гантелевидной и кольцевой схемами резонаторов

А. Д. Зверев, В. А. Камынин, В. Б. Цветков, Д. Г. Кочиев

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
Аннотация: Продемонстрированы стабильные режимы генерации как единичных ультракоротких импульсов, так и пакетов импульсов в спектральном диапазоне 1540 – 1600 нм в двух схемах резонаторов волоконных лазеров – гантелевидной и кольцевой. В обеих схемах режим синхронизации мод обеспечивался нелинейным вращением плоскости поляризации. Показано преимущество использования в эрбиевом волоконном лазере для получения одноимпульсной генерации гантелевидной схемы резонатора с циркулятором по сравнению с классической кольцевой схемой, построенной на аналогичных элементах.
Ключевые слова: эрбий, волоконный лазер, ультракороткие импульсы, гантелевидный резонатор
Поступила в редакцию: 27.05.2022
Исправленный вариант: 05.07.2022

Образец цитирования: А. Д. Зверев, В. А. Камынин, В. Б. Цветков, Д. Г. Кочиев, “Сравнение режимов синхронизации мод на основе нелинейного вращения плоскости поляризации в эрбиевых волоконных лазерах с гантелевидной и кольцевой схемами резонаторов”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 709–714

Скачать (pdf)

Высокоэффективный Tm : LSO-лазер непрерывного действия с внутриполосной накачкой на длине волны 1610 нм

Мэнцзе Пей, Цзязе Ву, Юй Дин, Сяомин Дуань

  • National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin, China
  • Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin, China
Аннотация: Продемонстрирован высокоэффективный Tm : LSO-лазер непрерывного действия с внутриполосной накачкой эрбиевым волоконным лазером, стабилизированный волоконной брэгговской решеткой на длине волны 1610 нм. Максимальная выходная мощность 3.2 Вт на длине волны 2055.1 нм была достигнута при дифференциальном КПД 51.7 % по отношению к поглощенной мощности накачки. Измеренный при максимальной выходной мощности коэффициент качества пучка М2 составил 1.1 и 1.2 в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно.
Ключевые слова: твердотельный лазер, внутриполосная накачка, Tm : LSO.
Поступила в редакцию: 30.05.2022
Образец цитирования: Мэнцзе Пей, Цзязе Ву, Юй Дин, Сяомин Дуань, “Высокоэффективный Tm : LSO-лазер непрерывного действия с внутриполосной накачкой на длине волны 1610 нм”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 705–708