Signalausbreitung in Glasfasern unter dem Einfluß nichtlinearer optischer Wechselwirkungen: Erzeugung wellenlängen-abstimmbarer ultrakurzer Lichtimpulse im nahen Infrarotbereich
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I
INHALT
SEITE
1
EINLEITUNG
1
2
LINEARE
EIGENSCHAFTEN
DER
OPTISCHEN
FASER
6
2.1
WELLENAUSBREITUNG
IN
DER
STUFENINDEXFASER
7
2.2
GRENZWERTE
DER
FASERMODEN
10
2.3
MODENENTARTUNG
UND
DOPPELBRECHUNG
11
2.4
LEITUNGSVERLUSTE
12
2.5
PARAMETER
DER
STUFENINDEXFASER
13
2.6
DISPERSION
15
2.7
MODENFELDDURCHMESSER
20
3
NICHTLINEARE
WECHSELWIRKUNGEN
22
3.1
DIE
NICHTLINEARE
POLARISATION
22
3.2
EIGENSCHAFTEN
DES
SUSZEPTIBILITAETSTENSORS
24
4
AUSBREITUNG
EINES
INTENSIVEN
LASERIMPULSES
30
4.1
DIE
NICHTLINEARE
SCHROEDINGERGLEICHUNG
30
4.1.1
NORMIERTE
EINHEITEN
34
4.1.2
SELBSTPHASENMODULATION
35
4.1.3
GRUPPENGESCHWINDIGKEITSDISPERSION
38
4.2
NUMERISCHE
LOESUNG
DER
AUSBREITUNGSGLEICHUNG
41
4.2.1
DAS
GETRENNTE
ZEIT
UND
FREQUENZSCHRITTVERFAHREN
42
4.2.2
ERGEBNISSE
DER
NUMERISCHEN
SIMULATION
43
4.3
EXPERIMENTELLER
VERGLEICH
46
4.4
KOMPRESSION
VON
LASERIMPULSEN
48
4.4.1
FUNKTIONSWEISE
DES
KOMPRESSORS
48
4.4.2
VERGLEICH
EXPERIMENTELLER
UND
THEORETISCHER
ERGEBNISSE
52
II
5
RAMANSTREUUNG
55
5.1
SPONTANES
RAMANVERSTAERKUNGSPROFIL
55
5.2
RAMANVERSTAERKUNGSFAKTOREN
59
5.3
DIE
NICHTLINEARE
SUSZEPTIBILITAET
X^
64
5.4.
STIMULIERTE
RAMANVERSTAERKUNG
EINER
CW-WELLE
68
5.5
SPEKTRALE
ENTWICKLUNG
DES
RAMANSIGNALS
70
6
ERZEUGUNG
ULTRAKURZER
RAMANIMPULSE
73
6.1
DIE
GEKOPPELTEN
WELLENGLEICHUNGEN
74
6.2
NUMERISCHE
LOESUNG
DER
GEKOPPELTEN
WELLENGLEICHUNGEN
75
6.3
VERGLEICH
EXPERIMENTELLER
UND
THEORETISCHER
ERGEBNISSE
81
6.3.1
ANFANGSBEDINGUNG:
FOURIERBEGRENZTER
THEORETISCHER
RAMANIMPULS
81
6.3.2
ANFANGSBEDINGUNG:
MULTIFREQUENTER
THEORETISCHER
RAMANIMPULS
86
6.4
EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG
DES
'
CHIRPS
'
91
6.5
KOMPRESSION
DER
RAMANIMPULSE
93
6.6
ERZEUGUNG
ULTRAKURZER
RAMANIMPULSE
MIT
EINEM
FASER-RINGLASER
94
6.6.1
ERZEUGUNG
ULTRAKURZER
RAMANIMPULSE
DURCH
INJEKTION
99
6.6.2
NUMERISCHE
SIMULATION:
RING
UND
INJEKTIONSLASER
102
7
VIERWELLENMISCHUNG
UND
RAMANSTREUUNG
IN
DOPPELBRECHENDEN
FASERN
106
7.1
PHASENANPASSUNG
106
7.1.1
EINFLUSS
DES
NICHTLINEAREN
BRECHUNGSINDEXES
111
7.2
DAS
VERSTAERKUNGSPROFIL
114
7.3
STIMULIERTE
VERSTAERKUNG
EINER
CW-WELLE
120
7.3.1
NAEHERUNG:
KONSTANTE
PUMPINTENSITAET
121
7.3.2
VERSTAERKUNG
MIT
ABBAU
DER
PUMPFELDER
124
7.3.3
EFFEKTIVE
VERSTAERKUNGSFAKTOREN
128
7.4
DIE
GEKOPPELTEN
WELLENGLEICHUNGEN
FUER
IMPULSE
130
7.4.1
NUMERISCHE
LOESUNG
132
7.4.2
VERGLEICH
EXPERIMENTELLER
UND
NUMERISCHER
ERGEBNISSE
141
III
8
8.1
8.2
8.3
8.4
DER
FASER-GITTER-STOKESLASER
146
FUNKTIONSPRINZIP
146
IMPULSENTWICKLUNG
IN
DER
FASER
150
BESTIMMUNG
DES
'
CHIRPS
'
UND
KOMPRESSION
DES
STOKESIMPULSES
155
WELLENLAENGENABSTIMMUNG
DES
FGSL
160
9
ZUSAMMENFASSUNG
165
ANHANG:
DATEN
DER
VERWENDETEN
GLASFASERN
LITERATURVERZEICHNIS
168
169 |
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