search query: @keyword epälineaarinen optiikka / total: 8
results-list
reference: 4 / 8
« previous | next »
Author:Räikkönen, Esa
Title:Supercontinuum Generation in Photonic Crystal Fibers Using Two Pump Wavelengths
Laajan aallonpituusjatkumon muodostuminen fotonikidekuiduissa kahden pumppausaallonpituuden avulla
Publication type:Master's thesis
Publication year:2004
Pages:59      Language:   eng
Department/School:Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto
Main subject:Optiikka ja molekyylimateriaalit   (Tfy-125)
Supervisor:Kaivola, Matti
Instructor:Buchter, Scott
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TF80     | Archive
Keywords:nonlinear optics
supercontinuum generation
epälineaarinen optiikka
superkontinuumi
Abstract (eng): The term super continuum generation is used to describe extremely wide spectral broadening of laser light when it propagates in nonlinear optical material.
The phenomenon is caused by various nonlinear optical processes such as self-phase modulation, cross-phase modulation, Raman scattering, and four-wave mixing.

Super continuum generation was first observed in the 70's, but it remained a curiosity until the introduction of the photonic crystal fibers in the mid-90.
The photonic crystal fibers are micro structured optical fibers with tailorable optical properties.
They are an ideal medium for super continuum generation because of their high effective nonlinearity and alterable disperion properties.
The characteristics of super continuum light include wide spectral width and good spatial coherence.
Possible applications of super continuum light can be found in medicine, microscopy, optical telecommunications, and remote sensing.

The Laboratory of Optics and Molecular Materials at Helsinki University of Technology and its partners have developed a compact super continuum source that is based on a specific photonic crystal fiber which is pumped by two wavelengths from a passively Q-switched frequency-doubled Nd:YAG laser.
A specific feature of this source is a flat blue continuum that is created below the shorter pump wavelength.

The purpose of this thesis was to find theoretical background to the origin of blue continuum of this source.
The problem was studied by means of the nonlinear Schr6dinger equation.
The fiber properties were calculated with a freely available version of the multipole method (CUDOS MOF-utilities).

The blue continuum was explained to originate from a non-degenerate four-wave mixing process between the green pump (532 nm) and the Raman shifted components of the infrared pump (1064 nm).
The process depends on the shape of the dispersion curve of the fiber and it is power-dependent because of the effect of cross-phase modulation on the phase-matching condition.
The phase-matching of the process was found to be mainly dependent on the group-velocity parameter of the fiber, so that the non-degenerate four-wave mixing process can take place for infrared wavelengths that have a larger group-velocity parameter than the green pump wavelength.

The numerical simulation of the super continuum generation was also studied.
The need for computing time was found to be impractically large because of the long nanosecond pump pulses and the large spectral width.
In addition, the nonlinear Schrödinger equation was found to be unsuitable for the full simulation of pulse propagation at two widely separated wavelengths.
Abstract (fin): Kun monokromaattinen laservalo etenee optisesti epälineaarisessa aineessa, useat epälineaariset optiset prosessit kuten itseisvaihemodulaatio, ristikkäisvaihemodulaatio, Raman-sironta ja neliaaltosekoitus leventävät sen spektriä.
Tällä tavoin aikaan saatua erittäin laajaa spektriä kutsutaan superkontinuumiksi.
Ilmiö havaittiin jo 70-luvulla, mutta vasta fotonikidekuitujen keksiminen 90-luvun puolivälissä aloitti sen laajemman tutkimisen ja hyödyntämisen.

Fotonikidekuidut soveltuvat hyvin superkontinuumin tuottamiseen, koska näillä saadaan aikaan pitkä vuorovaikutuspituus ja korkea efektiivinen optinen epälineaarisuus, ja koska niiden dispersio-ominaisuuksia voidaan muokata halutunlaisiksi.
Superkontinuumivalon ominaisuuksia ovat laaja spektri ja hyvä spatiaalinen koherenssi.
Mahdollisia sovelluskohteita ovat lääketieteellinen kuvantaminen ja mikroskopia, optisten komponenttien ominaisuuksien mittaaminen ja optinen tiedonsiirto.

Teknillisen korkeakoulun Optiikka- ja Molekyylimateriaalit laboratorio on yhteistyössä muiden tahojen kanssa kehittänyt kompaktin superkontinuumilähteen, joka perustuu erityisesti valitun fotonikidekuidun pumppaamiseen kahdella eri aallonpituudella, jotka saadaan passiivisesti Q-kytketystä ja taajuuskahdennetusta Nd: YAG-laserista.
Laitteen erityispiirre on sen tuottama tasainen sinisen valon jatkumo.

Tämän työn tarkoituksena oli löytää teoreettinen peruste sinisen valon muodostumiselle käytetyssä fotonikidekuidussa.
Lähtökohdaksi valittiin epälineaarinen Schrödingerin yhtälö, jota käytetään yleisesti valon etenemisyhtälönä epälineaarisessa väliaineessa.
Kuidun optiset ominaisuudet laskettiin käyttämällä vapaasti saatavalla olevaa versiota multipolimenetelmästä (CUDOS MOF-ohjelmistopaketti).

Sinisen valon alkuperäksi löydettiin degeneroitumaton neliaaltosekoitus, joka kytkee vihreän pumppausaallonpituuden (532 nm) infrapunaisen pumppausaallonpituuden (1064 nm) Raman siirtyneisiin komponentteihin.
Prosessin vaihesovitus riippuu kuidun dispersiokäyrästä, sekä kokonaispumppaustehosta ristikkäismodulaation kautta.
Sinistä valoa muodostava vaihesovitus on mahdollinen infrapunaisilla aallonpituuksilla, joiden ryhmänopeusparametri on vihreän pumppausaallonpituuden ryhmänopeusparametria suurempi.

Työssä tutkittiin myös, onko kontinuumin muodostumista mahdollista simuloida ratkaisemalla etenemisyhtälö numeerisesti.
Tehtävä havaittiin käytännössä mahdottomaksi, koska nanosekuntien pituiset pumppauspulssit ja laaja spektri vaativat liikaa laskentatehoa.
Lisäksi epälineaarinen Schrödingerin yhtälö on sopimaton kuvaamaan kahden aallonpituuksiltaan paljon eroavan pulssin samanaikaista etenemistä.
ED:2004-11-30
INSSI record number: 26534
+ add basket
« previous | next »
INSSI