САМОМОДУЛЯЦИЯ СВЕТА
- самоиндуцированная фазовая или амплитуднаямодуляция (в пространстве или во времени) высокоинтенсивного оптич. излучения, параметрической неустойчивости, врезультате чего световой пучок разбивается на множество тонких нитей илина серию стационарных импульсов. Если волна первоначально имеет неоднородныйпрофиль интенсивности, то в нелинейной среде сначала появляется фазоваяС. с., к-рая затем ведёт к нелинейной трансформации амплитудного распределения. самофокусировке света илисамодефокусировке света,еслисреда имеет достаточную протяжённость. Временная фазовая С. с. приводитк самокомпрессии и саморасплыванию импульса. Оптич. импульс с нач. амплитудным профилем (рис. 1, а) при распространении в нелинейной среде с показателем преломления приобретает нелинейную фазовую добавку (рис. 1,б):
Здесь z - пройденное расстояние,- групповая скорость на несущей частоте w0, -волновое число, n2- нелинейная добавка к показателю преломления.[Показатель преломления среды , где -наведённое световым полем изменение показателя преломления: если нелинейныйотклик безынерционен, то Мгновенная частота такого импульса меняется на величину (рис.2, а)
Рис. 1. Фазовая самомодуляция: а - амплитудный профиль; б - нелинейныйнабег фазы.
Рис. 2. Фазовая cамомодуляция: о - нелинейная добавка к мгновеннойчастоте; б - нелинейные добавки к групповой скорости.
Фазовая модуляция при наличии зависимости показателя преломления n(w)пли фазовой скорости v(w) от частоты вызывает амплитудную. Действительно, скоростьuв среде, обладающей заметной дисперсией, зависитот частоты:
Т. о., в нелинейной диспергирующей среде разл. участки оптич. импульсаимеют разные локальные групповые скорости, отличающиеся от групповой скоростив линейной среде на величину (рис. 2, б), равную с учётом (2):
Если огибающая импульса имеет колоколообразную форму, напр, гауссовv(рис. 3, а), то в среде сg > 0его фронт, где распространяется быстрее его вершины, где а хвост с - медленнее, т. е. происходит расплывание импульса, самодекомпрессия (рис.3,б).В среде с параметром g < 0 фронт идёт медленнее, а хвостбыстрее вершины, вследствие чего происходит самокомпрессия. Точка самокомпрессииимпульса длительностьюТ0, расположена на таком расстоянииlКот входа в среду, на к-ром хвост догоняет вершину:
Отсюда при длина самокомпрессии
В точке компрессии импульс сжимаотся до мин. длительности:
Для увеличения комирессни (т.е.получения малыхТк)частовыбирают две среды: первая с большой нелинейностью n2, чтобыполучить большую ,а вторая - с большой дисперсией нужного знака,В точке компрессии образуется спектрально ограниченный импульс, обратнаявеличина длительности к-рого равна частотной ширине импульса, вышедшегоиз нелинейной среды с фазой
Рис. 3. а - начальный импульс; б - компрессия и декомпрессия.
Волна, имеющая пост. амплитудуЕ0,распространяетсяв нелинейной среде с фазовой скоростью Если среда имеет нелинейный дисперсионный параметрg< 0, тоэта стационарная волна неустойчива, т. е. малые возмущения амплитуды ифазы в такой среде экспоненциально нарастают и волна приобретает амплитудно-фазовую модуляцию.
Наиб. инкремент имеют временные возмущения с масштабом модуляцииТВ,таким,
Т. о., стационарная волна разбивается на серию импульсов длительностьюТВ.
Волновые пакеты в результате распадной неустойчивости разбиваются насовокупностьсолитонивоптических, а волновые пучки - на отд. нити.
Лит.:К а р п м а н В. И., Нелинейные полны в диспергирующихсредах, М., 1973; Ахманов С. А., Выслоух В. А., Ч и р к и н А. С:., Оптикафемтосекуидных лазерных импульсов, М., 1988.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.
- самомодуляция света—selfmodulation of light...Русско-английский словарь по физике