Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nén xung ngắn bằng vòng sợi quang khuếch đại Raman ngược phối hợp với bộ liên kết bán phi tuyến

Trên cơ sở tính chất khuếch đại Raman ngược trong môi trường Raman (hay sợi quang) và tính chất lọc lựa quang của bộ liênkết bán phi tuyến, đề xuất trên lý thuyết các hệ nén xung quang kết hợp từ môi trường tán xạ Raman và bộ liên kết bán phi tuyến. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nén xung ngắn bằng vòng sợi quang khuếch đại Raman ngược phối hợp với bộ liên kết bán phi tuyếnBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOBỘ QUỐC PHÒNGVIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰCHU VĂN BIÊNNÉN XUNG NGẮN BẰNG VÒNG SỢI QUANGKHUẾCH ĐẠI RAMAN NGƯỢC PHỐI HỢPVỚI BỘ LIÊN KẾT BÁN PHI TUYẾNChuyên ngành: Quang họcMã số: 62 44 01 09TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝHÀ NỘI - 2016Công trình được hoàn thành tại:Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Bộ Quốc phòngNgười hướng dẫn khoa học:PGS.TS. Hồ Quang Quý.Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Quang Báu.Phản biện 2: PGS.TS. Đỗ Quốc Hùng.Phản biện 3: TS. Phạm Vũ Thịnh.Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận ántiến sĩ họp tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vàohồi……h……… ngày……. tháng…….năm……Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự;- Thư viện Quốc gia Việt Nam.1A. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN1. Tính cấp thiết của đề tàiPhương pháp nén xung sử dụng môi trường khuếch đại Ramanbơm ngược đã được nghiên cứu lý thuyết cũng như thực nghiệmtrong môi trường plazma, khí áp suất cao và đã tạo ra xung có độrộng giảm xuống đến hàng trăm lần so với xung bơm. Trong nhữngnăm gần đây khi sợi quang phi tuyến, hay sợi quang ống (hollowfiber) chứa các đầy môi trường tán xạ Raman đã được sử dụng nénxung theo nguyên lý khuếch đại Raman bơm ngược.Song song với những nghiên cứu nén xung bằng khuếch đạiRaman bơm ngược là những nghiên cứu về bộ liên kết quang phituyến bốn cổng hoặc nhiều cổng. Ngoài tính chất tách sóng theobước sóng và theo cường độ, theo dự đoán của chúng tôi, bộ liên kếtcòn có tính chất rút ngắn độ rộng xung ở một mức nhất định nào đó.Tính chất lọc lựa của bộ liên kết phi tuyến sẽ rút ngắn độ rộng xungtín hiệu. Tính chất này vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủvà chưa được ứng dụng trong thực tế. Một ý tưởng mới của chúng tôilà phối hợp môi trường khuếch đại Raman bơm ngược có khả năngnén xung với bộ liên kết bán phi tuyến cũng có khả năng rút ngắnxung. Ý tưởng này đã thể hiện ở luận án với tiêu đề: “Nén xungngắn bằng vòng sợi quang khuếch đại Raman bơm ngược phốihợp với bộ liên kết bán phi tuyến”.2. Mục tiêu của luận án:Trên cơ sở tính chất khuếch đại Raman ngược trong môitrường Raman (hay sợi quang) và tính chất lọc lựa quang của bộ liênkết bán phi tuyến, đề xuất trên lý thuyết các hệ nén xung quang kếthợp từ môi trường tán xạ Raman và bộ liên kết bán phi tuyến.3. Nội dung nghiên cứu:Thiết lập các phương trình mô tả các quá trình khuếch đạitrong sợi quang Raman, các phương trình vào ra của bộ liên kết bán2phi tuyến.Đề xuất mô hình lý thuyết các hệ nén xung kết hợp vòngkhuếch đại Raman ngược với bộ liên kết bán phi tuyến với hai cấuhình: nén chủ động (sử dụng bơm ngoài) và tự nén (không sử dụngbơm ngoài).Phân tích quá trình hoạt động, thiết kế qui trình mô phỏng vàdùng phần mềm Maple mô phỏng để minh chứng khả năng nén xungcủa các hệ đề xuất. Đi tìm điều kiện ngưỡng để xuất hiện hiệu ứngnén cho từng mô hình.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:Hiệu ứng khuếch đại Raman ngược trong sợi quang (pha tạpGermanium); Hiệu ứng cắt gọt xung của bộ liên kết bán phi tuyến;Hệ nén xung lặp quang sợi kết hợp khuếch đại Raman bơm ngượcliên tục với liên kết bán phi tuyến; Hệ tự nén xung quang kết hợpkhuếch đại Raman bơm ngược với bộ liên kết bán phi tuyến.Phạm vi nghiên cứu chỉ nghiên cứu mô hình lý thuyết, xét đếncác quá trình dừng và chỉ khảo sát với bộ liên kết bán phi tuyến.5. Phương pháp nghiên cứu:Đề tài kết hợp phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyếtvới phương pháp mô hình hóa. Dùng phương pháp mô hình đểnghiên cứu xây dựng trên lý thuyết các hệ nén xung dựa trên cơ sởkết hợp giữa khuếch đại Raman bơm ngược với bộ liên kết bán phituyến.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễnÝ tưởng mới là đề xuất các hệ rút ngắn xung bằng cách kếthợp giữa khuếch đại Raman bơm ngược và rút ngắn xung của bộ liênkết bán phi tuyến.Kết quả nghiên cứu đã cho thấy khả năng nén xung của các hệmà luận án đề xuất là rất khả quan. Kết quả của luận án là cơ sở tincậy cho việc chế tạo các hệ nén xung.3B. NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁNNội dung luận án được trình bày trong 4 chương. Chương 1trình bày tổng quan về khuếch đại Raman bơm ngược và liên kết bánphi tuyến. Chương 2 khảo sát đặc trưng rút ngắn xung lọc lựa của bộliên kết bán phi tuyến nhằm mục đính tìm ra các bộ tham số phục vụcho chương 3 và chương 4. Chương 3 đề xuất hai hệ nén xung kếthợp khuếch đại Raman bơm ngược liên tục với liên kết bán phituyến: hệ MTPFC1 và MTPFC2. Chương 4. đề xuất hai hệ tự nénxung quang kết hợp khuếch đại Raman bơm ngược với bộ liên kếtbán phi tuyến: OPSC cấu hình vòng và OPSC cấu hình thẳng.Chương 1: KHUẾCH ĐẠI RAMAN BƠM NGƯỢCVÀ LIÊN KẾT BÁN PHI TUYẾN1.1. Các nguyên lý phát xung laser ngắn*Nén xung trong buồng cộng hưởng: Biến điệu chủ động; Biếnđiệu thụ động; Biến điệu đồng bộ pha.*Nén xung ngoài buồng cộng hưởng: Nén xung dựa trên hiệu ứngtán sắc; Nén xung dựa trên hiệu ứng phi tuyến.Phương pháp dựa trên nguyên lý khuếch đại Raman bơm ngượcvà làm ngắn xung nhờ liên kết phi tuyến là vấn đề nóng hổi đượcquan tâm nghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần đây.1.2. Khuếch đại Raman bơm ngược1.2.1. Khuếch đại Raman cưỡng bứcTốc độ biến đổi số photon Stokes theo phương z:dms n= DmL ( ms + 1)dzcn*Nếu ms > 1 (cưỡng bức) thì ms ( z ) = ms ( 0 ) eDnmLzc(1.9) ...