Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu tương tác tán xạ Raman cưỡng bức trong môi trường phi tuyến chứa trong sợi tinh thể quang tử lõi rỗng

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm xây dựng được các mô hình lý thuyết cho các quá trình tương tác tán xạ Raman kết hợp trong môi trường phi tuyến chứa trong HC-PCF; nghiên cứu đặc trưngcủa tín hiệu phát như chuỗi soliton, tự tương tự, vai trò của trường kết hợp và ảnh hưởng của các tham số nguồn kích thích và áp suất khí chứa trong HC-PCF lên hiệu suất phát.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu tương tác tán xạ Raman cưỡng bức trong môi trường phi tuyến chứa trong sợi tinh thể quang tử lõi rỗng BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ THÁI DOÃN THANHNGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ THÁI DOÃN THANHNGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 9.44.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS. Nguyễn Mạnh Thắng 2. PGS.TS. Hồ Quang Quý HÀ NỘI LỜI CAM– ĐOAN 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung bản luận án này là công trình nghiên cứu củariêng tôi, luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. NguyễnMạnh Thắng và PGS.TS. Hồ Quang Quý. Các số liệu, kết quả được nêu trong luậnán là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác,các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án ii LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. NguyễnMạnh Thắng và PGS.TS. Hồ Quang Quý, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơnchân thành và sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn, những người đã đặt đề tài, dẫndắt tận tình và động viên tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu đểhoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, Viện Vật lý Kỹ thuật,Phòng Đào tạo, Tạp chí Nghiên cứu KH-CN quân sự thuộc Viện KH-CN quân sự vàTrường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh đã đóng góp những ýkiến khoa học bổ ích cho nội dung của luận án cũng như đã tạo điều kiện vàgiúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các bạn bè, đồng nghiệp vàđặc biệt cảm ơn những người thân trong gia đình đã quan tâm, động viên, giúpđỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án iii MỤC LỤC TrangDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................... vDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................. ixMỞ ĐẦU ................................................................................................... 1CHƯƠNG 1. TÁN XẠ RAMAN VÀ TƯƠNG TÁC RAMANTRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG .............................. 91.1. Tán xạ Raman tự phát và tán xạ Raman cưỡng bức ....................... 9 1.1.1. Tán xạ Raman tự phát ................................................................... 9 1.1.2. Tán xạ Raman cưỡng bức và mối quan hệ với Raman tự phát .... 161.2. Phát, khuếch đại và laser Raman trong sợi quang ........................ 181.3. Sợi tinh thể quang tử lõi rỗng (HC-PCF) ...................................... 21 1.3.1. Cấu trúc của HC-PCF ................................................................. 21 1.3.2. Dẫn sóng dựa trên vùng cấm quang tử ........................................ 25 1.3.3. Mật độ trạng thái ........................................................................ 28 1.3.4. Ứng dụng của HC-PCF ............................................................... 301.4. Chế độ SRS kết hợp nhanh trong HC-PCF ................................... 321.5. Kết luận chương 1 ........................................................................... 35CHƯƠNG 2. TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨCKẾT HỢP BƠM NGƯỢC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾNCHỨA TRONG HC-PCF ...................................................................... 362.1. Một số hiệu ứng nguyên lý trong tương tác Raman ...................... 362.2. Hệ phương trình liên kết tán xạ Raman cưỡng bức ...................... 39 2.2.1. Dao động kích thích vật liệu đồng bộ như các phô nôn quanghọc ........................................................................................................... 39 2.2.2. Sơ đồ hợp pha cho SRS .............................................................. 40 2.2.3. Phương trình truyền sóng............................................................ 41 iv 2.2.4. Hình thức luận Hamiltonian ........................................................ 44 2.2.5. Hình thức luận toán tử ma trận mật độ ........................................ 472.4. Mô hình BSRS kết hợp cho tính toán mô phỏng ........................... 632.5. Kết quả mô phỏng và bình luận ...................................................... 64 2.5.1. Mô phỏng số sự xuất hiện của chuỗi xung tín hiệu Stokes ......... 64 2.5.2. Mô phỏng dạng tiệm cận soliton của chuỗi xung Stokes ............ 66 2.5.3. Hiệu ứng tự tương tự trong chế độ tuyến tính và phi tuyến ......... 682.6. Kết luận chương 2 ........................................................................... 71CHƯƠNG 3. ĐỘNG ...