Расчет времени когерентности спектрального суперконтинуума, генерируемого в микроструктурированных волокнах с двумя нулевыми дисперсиями групповой скорости

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Зорина В.С., Мельник М.В., Цыпкин А.Н. Расчет времени когерентности спектрального суперконтинуума, генерируемого в микроструктурированных волокнах с двумя нулевыми дисперсиями групповой скорости // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 9. С. 17–24. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-09-17-24

Zorina V.S., Melnik M.V., Tsypkin A.N. Peculiarities of the coherence time of a spectral supercontinuum generated in microstructured fibers with two zeros in the group-velocity dispersion [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 9. P. 17–24. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-09-17-24

Ссылка на англоязычную версию:

V. S. Zorina, M. V. Melnik, and A. N. Tsypkin, "Peculiarities of the coherence time of a spectral supercontinuum generated in microstructured fibers with two zeros in the group-velocity dispersion," Journal of Optical Technology. 85(9), 535-540 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000535

Аннотация:

С помощью численного моделирования была рассчитана и определена зависимость времени когерентности генерируемого спектрального суперконтинуума в микроструктурированном волокне с двумя нулевыми дисперсиями групповой скорости от длины волны излучения и длительности импульса накачки. Определены особенности вклада отдельных подструктур генерируемого спектрального суперконтинуума в общее время когерентности при моделировании различных исходных параметров импульса. Показано, что в областях, соответствующих нулевым значениям дисперсии групповой скорости среды, при увеличении центральной длины волны начального импульса наблюдается стремительное возрастание времени когерентности спектрального суперконтинуума, которое связано с тем, что в данных случаях основной вклад во время когерентности вносит одна из регулярных структур, формируемых в результате генерации суперконтинуума. В случае промежуточного диапазона длин волн между точками нулевой групповой дисперсии вклад в интерференционный сигнал от регулярных структур перераспределяется от одной подструктуры к другой и зависит от центральной длины волны излучения.

Ключевые слова:

суперконтинуум, время когерентности, микроструктурированные волокна, два нулевых значения групповой скорости

Благодарность:

Работа выполнена при государственной поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 08-08).

Коды OCIS: 030.0030, 320.2250, 060.5295

Список источников:

1. Zhukova M., Makarov E., Putilin S., Tsypkin A., Chegnov V., Chegnova O., Bespalov V. Experimental study of THz electrooptical sampling crystals ZnSe, ZnTe and GaP // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publishing. 2017. V. 917. № 6. P. 062021.
2. Hartl I., Li X.D., Chudoba C., Ghanta R.K., Ko T.H., Fujimoto J.G., Ranka J.K., Windeler R.S. Ultrahigh-resolution optical coherence tomography using continuum generation in an air-silica microstructure optical fiber // Opt. Lett. 2001. V. 26. № 9. P. 608–610.
3. Takara H., Ohara T., Yamamoto T., Masuda H., Yamamoto T., Masuda H. Field demonstration of over 1000-channel DWDM transmission with supercontinuum multi-carrier source // Electron. Lett. 2005. V. 41. № 5. P. 270–271.
4. Tcypkin A.N., Putilin S.E., Melnik M.V., Makarov E.A., Bespalov V.G., Kozlov S.A. Generation of high-intensity spectral supercontinuum of more than two octaves in a water jet // Appl. Opt. 2016. V. 55. № 29. P. 8390–8394.
5. Боримова А.А., Цыпкин А.Н., Путилин С.Э., Беспалов В.Г., Козлов С.А. Генерация спектрального суперконтинуума шириной в 2,5 октавы в струе оксида дейтерия // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 6. С. 10–15.
6. Бжеумихов К.А., Маргушев З.Ч., Савойский Ю.В. Оптимизация технологического процесса изготовления микроструктурированного оптического волокна // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 2. С. 71–80.
7. Демидов В.В. Одномодовые микроструктурированные световоды с круговым расположением пустот для передачи излучения в режиме ограниченной нелинейности // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 8. С. 3–8.
8. Skryabin D.V., Gorbach A.V. Looking at a soliton through the prism of optical supercontinuum // Rev. Mod. Phys. 2010. V. 82. P. 1287.
9. Modotto D., Andreana M., Krupa K. Efficiency of dispersive wave generation in dual concentric core microstructured fiber // JOSA. B. 2015. V. 32. № 8. P. 1676–1685.
10. Biancalana F., Skryabin D.V., Russell P.S.J. Four-wave mixing instabilities in photonic-crystal and tapered fibers // Phys. Rev. E. 2003. V. 68. № 4. P. 046603.
11. Stark S.P., Biancalana F., Podlipensky A., Russell P.St.J. Nonlinear wavelength conversion in photonic crystal fibers with three zero-dispersion points // Phys. Rev. A. 2011. V. 83. № 2. P. 023808.
12. Song Z., Hou L., Zhao X., Wei D., Liu X., Liu Z. Study on dual-concentric-core dispersion compensation photonic crystal fiber // Braz. J. Phys. 2009. V. 39. № 3. P. 519–522.
13. Dudley J.M., Coen S. Numerical simulations and coherence properties of supercontinuum generation in photonic crystal and tapered optical fibers // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2002. V. 8. № 3. P. 651–659.
14. Dudley J.M., Coen S. Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fiber// Opt. Lett. 2002. V. 27. № 3. P. 1180–1182.
15. Gu X., Kimmel M., Shreenath A.P., Trebino R., Dudley J.M., Coen S., Windeler R.S. Experimental studies of the coherence of microstructure-fiber supercontinuum // Opt. Exp. 2003. V. 11 № 21. P. 2697–2703.
16. Zhu Z., Brown T. Experimental studies of polarization properties of supercontinua generated in a birefringent photonic crystal fiber // Opt. Exp. 2004. V. 12. № 5. P. 791–796.
17. Kobtsev S.M., Kukarin S.V., Fateev N.V., Smirnov S.V. Coherent, polarization and temporal properties of self-frequency shifted solitons generated in polarization-maintaining microstructured fibre // Appl. Phys. B. 2005. V. 81. № 2–3. С. 265–269.
18. Kobtsev S.M., Smirnov S.V. Coherent properties of super-continuum containing clearly defined solitons // Opt. Exp. 2006. V. 14. № 9. P. 3968–3980.
19. Xu G., Xu L., Kimmel M., Zeek E., O’Shea P., Shreenath A.P., Trebino R., Windeler R.S. Frequency-resolved optical gating and single-shot spectral measurements reveal fine structure in microstructure-fiber continuum // Opt. Lett. 2002. V. 27. № 13. P. 1174–1176.
20. Zeylikovich I., Kartazaev V., Alfano R.R. Spectral, temporal, and coherence properties of supercontinuum generation in microstructure fiber // JOSA. B. 2005. V. 22. № 7. P. 1453–1460.
21. Türke D., Pricking S., Husakou A., Teipel J., Herrmann J., Giessen H. Coherence of subsequent supercontinuum pulses generated in tapered fibers in the femtosecond regime // Opt. Exp. 2007. V. 15. № 5. P. 2732–2741.
22. Genty G., Surakka M., Turunen J., Friberg A. Second-order coherence of supercontinuum light // Opt. Lett. 2010. V. 35. № 18. P. 3057–3059.
23. Genty G., Surakka M., Turunen J., and Friberg A. Complete characterization of supercontinuum coherence // JOSA. B. 2011. V. 28. № 9. P. 2301–2309.
24. Semenova V.A., Tcypkin A.N., Putilin S.E., Bespalov V.G. A method for the coherence measurement of the supercontinuum source using Michelson interferometer // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publishing. 2014. V. 536. № 1. P. 012027.
25. Dutta R., Friberg A.T., Genty G., Turunen J. Two-time coherence of pulse trains and the integrated degree of temporal coherence // JOSA. A. 2015. V. 32. № 9. P. 1631–1637.
26. Melnik M.V., Tcypkin A.N., Kozlov S.A. Temporal coherence of optical supercontinuum // Romanian J. Phys. 2018. V. 63. P. 203.
27. Козлов С.А., Самарцев В.В. Основы фемтосекундной оптики. М.: Физматлит, 2009. 292 c.
28. Agrawal G.P. Nonlinear fiber optics. М.: Academic press, 2007. 296 p.
29. Mandel L., Wolf E. Optical coherence and quantum optics. Cambridge University Press, 1995. 1108 p.