haku: @instructor Buchter, Scott / yhteensä: 2
viite: 2 / 2
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Räikkönen, Esa |
| Työn nimi: | Supercontinuum Generation in Photonic Crystal Fibers Using Two Pump Wavelengths |
| Laajan aallonpituusjatkumon muodostuminen fotonikidekuiduissa kahden pumppausaallonpituuden avulla | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2004 |
| Sivut: | 59 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto |
| Oppiaine: | Optiikka ja molekyylimateriaalit (Tfy-125) |
| Valvoja: | Kaivola, Matti |
| Ohjaaja: | Buchter, Scott |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark TF80 | Arkisto |
| Avainsanat: | nonlinear optics supercontinuum generation epälineaarinen optiikka superkontinuumi |
| Tiivistelmä (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. |
| Tiivistelmä (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. |
| ED: | 2004-11-30 |
INSSI tietueen numero: 26534
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI