Учебное пособие. — Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.
ун-та, 2011. — 228 с. — ISBN 978-5-398-00745-9.
Рассмотрены физические процессы и математические модели,
описывающие взаимодействие световых полей большой интенсивности с
веществом и обусловливающие возникновение нелинейных эффектов в
волоконной оптике. Изложены некоторые вопросы прикладной нелинейной
оптики. Представлены вопросы и задания для самоконтроля, материалы
для самостоятельной работы. Пособие предназначено для студентов
технических вузов и соответствует образовательным программам по
направлению подготовки «Фотоника и опто- информатика» (профиль
«Волоконная оптика»). Может быть использовано аспирантами вузов
соответствующих специальностей, а также специалистами, работающими
в области лазерной физики, фотоники, волоконной оптики и
оптоэлектронного приборостроения.
Содержание
Введение
Общефизические основы нелинейной оптики
Интенсивность света и ее влияние на характер оптических явлений
Линейная и нелинейная оптика
Поляризация диэлектриков в световом поле. Нелинейные восприимчивости
Классификация нелинейных эффектов в оптике
Нелинейно-оптическое преобразование частоты
Фазовый (волновой) синхронизм
Волновое уравнение для электромагнитного поля в нелинейной среде
Вопросы и задания для самоконтроля
Модели взаимодействия светового поля с веществом
Классическая линейная модель
Модели ангармонического осциллятора
Квантовая модель взаимодействия
Градиентные макромодели
Элементы многофотонной оптики
Виды многофотонных процессов и оценка их вероятности
Многофотонные процессы и фундаментальные законы квантовой физики
Термооптические явления при сверхвысоких интенсивностях света. Оптический пробой среды
Вопросы и задания для самоконтроля
Нелинейная волоконная оптика
Общая характеристика оптоволоконных систем передачи информации
Основные характеристики волоконных световодов
Применение одномодовых оптических волокон в системах связи
Самовоздействия в волоконной оптике
Понятие о самовоздействиях световых волн
Самофокусировка и самоканализация световых пучков
Оптическая бистабильность
Фазовая самомодуляция
Фазовая кросс-модуляция
Нелинейное рассеяние света и его применение
Вынужденное комбинационное рассеяние
Вынужденное рассеяние Мандельштама – Бриллюэна
Вопросы и задания для самоконтроля
Модели распространения лазерных импульсов в оптоволоконных системах
Модели эволюции нелинейных волн. Соотношение между нелинейностью, дисперсией и диссипацией
Модуляционная неустойчивость. Солитоны
Применение оптических солитонов в волоконной оптике
Оптика сверхкоротких лазерных импульсов
Генерация сверхкоротких импульсов с помощью синхронизации мод
Методы компрессии солитонных импульсов в диспергирующих средах
Измерение длительности сверхкоротких импульсов
Вопросы и задания для самоконтроля
Параметрические процессы в волоконной оптике
Четырехволновое смешение
Параметрическое усиление
Понятие о параметрической генерации света
Обращение волнового фронта. Методы получения обращенной волны
Оценка эффективности нелинейных эффектов в волокне на основе кварцевого стекла
Волоконные лазеры и генераторы
Современные проблемы и перспективы развития нелинейной волоконной оптики
Вопросы и задания для самоконтроля
Материалы для самостоятельной работы
Примеры решения задач
Перечень задач
Образец контрольно-измерительных материалов
Заключение
Список литературы
Приложение
Общефизические основы нелинейной оптики
Интенсивность света и ее влияние на характер оптических явлений
Линейная и нелинейная оптика
Поляризация диэлектриков в световом поле. Нелинейные восприимчивости
Классификация нелинейных эффектов в оптике
Нелинейно-оптическое преобразование частоты
Фазовый (волновой) синхронизм
Волновое уравнение для электромагнитного поля в нелинейной среде
Вопросы и задания для самоконтроля
Модели взаимодействия светового поля с веществом
Классическая линейная модель
Модели ангармонического осциллятора
Квантовая модель взаимодействия
Градиентные макромодели
Элементы многофотонной оптики
Виды многофотонных процессов и оценка их вероятности
Многофотонные процессы и фундаментальные законы квантовой физики
Термооптические явления при сверхвысоких интенсивностях света. Оптический пробой среды
Вопросы и задания для самоконтроля
Нелинейная волоконная оптика
Общая характеристика оптоволоконных систем передачи информации
Основные характеристики волоконных световодов
Применение одномодовых оптических волокон в системах связи
Самовоздействия в волоконной оптике
Понятие о самовоздействиях световых волн
Самофокусировка и самоканализация световых пучков
Оптическая бистабильность
Фазовая самомодуляция
Фазовая кросс-модуляция
Нелинейное рассеяние света и его применение
Вынужденное комбинационное рассеяние
Вынужденное рассеяние Мандельштама – Бриллюэна
Вопросы и задания для самоконтроля
Модели распространения лазерных импульсов в оптоволоконных системах
Модели эволюции нелинейных волн. Соотношение между нелинейностью, дисперсией и диссипацией
Модуляционная неустойчивость. Солитоны
Применение оптических солитонов в волоконной оптике
Оптика сверхкоротких лазерных импульсов
Генерация сверхкоротких импульсов с помощью синхронизации мод
Методы компрессии солитонных импульсов в диспергирующих средах
Измерение длительности сверхкоротких импульсов
Вопросы и задания для самоконтроля
Параметрические процессы в волоконной оптике
Четырехволновое смешение
Параметрическое усиление
Понятие о параметрической генерации света
Обращение волнового фронта. Методы получения обращенной волны
Оценка эффективности нелинейных эффектов в волокне на основе кварцевого стекла
Волоконные лазеры и генераторы
Современные проблемы и перспективы развития нелинейной волоконной оптики
Вопросы и задания для самоконтроля
Материалы для самостоятельной работы
Примеры решения задач
Перечень задач
Образец контрольно-измерительных материалов
Заключение
Список литературы
Приложение