Hele bladet i pdf-format - Gamma - Niels Bohr Institutet

More documents

Recommendations

Info

Superkontinuum - et glimt fra en eksperimentel ph.d. <strong>Gamma</strong> 150 lederen. Dispersion er navnet for, at brydningsindekset og dermed lysets fasehastighed ændrer sig med lysets bølgelængde. Ved normal dispersion udbredes bl˚at lys langsommere end rødt. Ved nogle bølgelængder har f.eks. glas dog anormal dispersion, hvor bl˚at lys udbredes hurtigere end rødt. I de fleste tilfælde forstærker selvfasemodulationen alts˚a effekten af dispersionen ved at bl˚aforskyde det bl˚a lys og rødforskyde det røde, hvorved lyset bagerst i pulsen gøres langsommere og lyset forrest hurtigere (pulsen tværes ud i tid). Finder selvfasemodulationen dog sted i f.eks. en fiber med anormal dispersion, vil de to effekter i stedet virke modsat hinanden. Hvis de lige netop ophæver hinanden, opst˚ar solitoner. For en god illustration af dette, se bogen Optiske Horisonter[1]. Solitoner og superkontinuum I fotoniske krystalfibre, som er glasfibre med lufthuller i (se figur 1), kan dispersionen styres ved at ændre p˚a lufthullernes størrelse, antal og placering. S˚adan kan man designe en fiber med anomal dispersion, der, n˚ar man sender lys af den rigtige bølgelængde igennem, f˚ar dispersion til at g˚a ud med selvfasemodulation og skaber solitoner: Den langsomste del af pulsen bl˚aforskydes af selvfasemodulation, men da bl˚at lys bevæger sig hurtigere end pulsen ved anomal dispersion, bevæger det bl˚aforskudte lys sig frem til starten af pulsen, hvor det rødforskydes af selvfasemodulationen, osv. Dermed forhindres lyset i pulsen i at sprede sig tidsmæssigt og kaldes en soliton. N˚ar man regner p˚a solitonerne matematisk, finder man, at den p˚akrævede balance mellem dispersion og selvfasemodulation gør, at jo mere energi solitonen indeholder, jo kortere vil den være i tid. Derfor stiger en solitons intensitet voldsomt med dens energi. Det følger forresten af en afledning af Heisenbergs usikkerhedsprincip, at jo kortere solitonen er i tid, jo bredere bliver den spektralt. Grunden, til at solitoner kan danne superkontinuum, hænger sammen med, at solitoner bliver rødforskudt lidt i forhold til den oprindelige puls, n˚ar de afgiver energi til materialet i den fiber, de passerer. Afgivelsen af energi til materialet er en ulineær proces, som er mere effektiv ved høj intensitet end ved lav, og derfor rødforskydes de korte, mest intense 20
<strong>Gamma</strong> 150 Rebecca B. Ettlinger og Peter M. Moselund Figur 1: Tværsnit af en fotonisk krystalfiber. I midten glas med lufthuller, udenom en belægning. solitoner hurtigere. Dermed kan man med forskellige pulslængder skabe mange forskellige solitoner med forskellige farver i. For en relativt enkel men mere dybdeg˚aende forklaring om selvfasemodulation og solitondannelse, se bla. bogen Optiske Horisonter[1]. Pulsenes sammenbrud N˚ar man bruger continuous wave og nano- eller picosekundpulsede lasere til at skabe sit superkontinuum, dvs. man benytter lasere med relativt lange pulser, skabes kontinuumet af s˚akaldt modulationsinstabilitet. Modulationsinstabilitet virker lidt ligesom selvfasemodulation: Den kontinuerte bølge af lys (eller den lange puls) opdeler sig ved høj intensitet i mange tilfældige solitoner, n˚ar den bevæger sig gennem en glasfiber med den rette dispersion. Da der genereres et stort antal forskellige solitoner, bliver deres spidser tværet ud som beskrevet ovenfor, og der genereres et bredt jævnt spektrum, som dog varierer fra puls til puls. Bemærk, at solitonerne her kun danner den røde del af kontinuumet direkte; den bl˚a del er noget mere kompliceret. For nærmere forklaring, se f.eks. review-artiklen Supercontinuum generation in photonic crystal fiber[3]. Det er muligt at producere en høj effekt med picosekundlasere, hvilket gør dem egnede til mange anvendelser. 21
Page 1 and 2: Gamma Γ Tidsskrift for fysik • S
Page 3 and 4: Fortale Kære læser Sommeren har s
Page 5 and 6: Gamma 150 Nyheder og meddelelser Ud
Page 7 and 8: Gamma 150 Nyheder og meddelelser de
Page 9 and 10: Gamma 150 Stephan Schwarz Figur 1:
Page 11 and 12: Gamma 150 Stephan Schwarz from the
Page 13 and 14: Gamma 150 Stephan Schwarz ment, alt
Page 15 and 16: Gamma 150 NOTES helpful comments on
Page 17 and 18: Gamma 150 NOTES [5] George de Heves
Page 19: Gamma 150 Rebecca B. Ettlinger og P
Page 23 and 24: Gamma 150 Rebecca B. Ettlinger og P
Page 31 and 32: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen F
Page 33 and 34: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen d
Page 35 and 36: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen W
Page 37 and 38: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen A
Page 39 and 40: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen A
Page 41 and 42: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen (
Page 43 and 44: —Paradokser og Opgaver Katrine Ru
Page 45 and 46: Gamma 150 Paradokser og opgaver n +
Page 48: Afsender: Returneres ved varig adre

Hele bladet i pdf-format - Gamma - Niels Bohr Institutet

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?