|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРАХ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ И ШУМОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПАРАМЕТРОВНИР
- Руководитель НИР: Ларионцев Е.Г.
- Участники НИР: Золотоверх И.И., Фирсов В.В.
- Подразделение: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
- Срок исполнения: 1 января 2010 г. - 31 декабря 2012 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 10-02-00453-а
- Номер ЦИТИС: 01201062286
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Взаимодействие излучения с веществом
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.33.29 Преобразование частот методами нелинейной оптики
- 29.33.25 Нелинейные оптические свойства сред
-
Ключевые слова:
стохастический резонанс, твердотельный кольцевой лазер, автомодуляционные колебания
-
Описание:
В проекте проведены теоретические и экспериментальные исследования динамики лазерного излучения и стохастических процессов в кольцевых твердотельных лазерах при воздействии собственных шумов лазера и дополнительного шума накачки, создаваемого генератором белого шума. Исследовано влияние шума спонтанного излучения на ширину и форму линии излучения твердотельных лазеров с сильными квантовыми флуктуациями. Показано, что в твердотельном лазере с сильными квантовыми флуктуациями излучения возникают нелинейные стохастические эффекты: квантовый шум влияет на частоту релаксационных колебаний и на скорость затухания корреляций излучения. Исследована динамика генерации твердотельного кольцевого лазера с периодической модуляцией накачки при параметрическом возбуждении релаксационных колебаний на субгармонике модулирующего сигнала. Экспериментально исследовано стохастическое возбуждение субгармоники периодического сигнала модуляции в спектре интенсивности излучения твердотельного лазера при модуляции скорости накачки шумом и периодическим сигналом. Обнаружен стохастический резонанс, возникающий при наличии бистабильности в исследуемом лазере. Найдены условия, при которых стохастический резонанс наблюдается на субгармонике периодического сигнала модуляции. Теоретически и экспериментально исследована синхронизация периодических и квазипериодических автомодуляционных колебаний излучения твердотельного кольцевого лазера при воздействии на него внешнего периодического сигнала.
-
Основные результаты:
4.1. Экспериментально и с помощью численного моделирования исследована динамика генерации твердотельного кольцевого лазера (ТКЛ) с периодической модуляцией накачки при параметрическом возбуждении релаксационных колебаний на субгармонике модулирующего сигнала. Параметрические процессы исследованы при модуляции накачки в двух режимах генерации ТКЛ: в стационарном режиме однонаправленной генерации и в автомодуляционном режиме первого рода. Обнаружены существенные различия в динамике излучения для этих режимов. Установлено, что при работе лазера в автомодуляционном режиме первого рода параметрическая неустойчивость может приводить к переходу лазера в режим динамического хаоса. 4.2. В автономном кольцевом чип-лазере проблема реализации различных режимов генерации оказывается достаточно сложной. В настоящей работе предложен и продемонстрирован простой и эффективный способ управления динамикой излучения кольцевого чип-лазера на YAG:Nd при воздействии на него внешним постоянным магнитным полем, создающим как частотную, так и значительную амплитудную невзаимность. Амплитудная и частотная невзаимности кольцевого резонатора, возникающие под действием этого магнитного поля, изменялись при перемещении магнита относительно активного элемента чип-лазера. Экспериметально реализован ряд автомодуляционных и стационарных режимов генерации, режим биений и режим динамического хаоса. Исследованы временные и спектральные характеристики излучения, а также найдены условия возникновения этих режимов генерации. 4.3. Экспериментально исследовано стохастическое возбуждение субгармоники периодического сигнала модуляции в спектре интенсивности излучения твердотельного лазера при модуляции скорости накачки шумом и периодическим сигналом. Обнаружен стохастический резонанс (СР), возникающий при наличии в исследуемом лазере бистабильности. Найдены условия, при которых СР наблюдается на субгармонике периодического сигнала модуляции.
- Добавил в систему: Герасимова Василиса Игоревна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРАХ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ И ШУМОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПАРАМЕТРОВ |
| Результаты этапа: 4.1. Теоретически и экспериментально исследовано влияние интенсивности лазерного излучения и амплитудно-фазовой связи в активной среде лазера на частоту автомодуляционных колебаний первого рода в твердотельном кольцевом лазере с однородно уширенной линией усиления. Установлено, что имеет место неизохронность: частота автомодуляционных колебаний зависит от интенсивности внутрирезонаторного поля. 4.2. Теоретически и экспериментально исследована синхронизация колебаний спинового генератора на высших гармониках инжектируемого внешнего сигнала. Установлено, что при использовании многоквантовых переходов в активной среде возможна синхронизация частоты спинового генератора на третьей гармонике внешнего радиочастотного магнитного поля. Такая синхронизация возникает лишь в случае линейно поляризованного внешнего поля. | ||
| 2 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРАХ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ И ШУМОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПАРАМЕТРОВ |
| Результаты этапа: 4.1. Теоретически исследовано влияние шума спонтанного излучения на ширину и форму линии излучения твердотельных лазеров с сильными квантовыми флуктуациями. Установлено, что под воздействием шума спонтанного излучения возникают нелинейные стохастические эффекты: квантовый шум влияет на частоту релаксационных колебаний и на скорость затухания корреляционной функции поля лазерного излучения. Показано, что в таких лазерах линия излучения имеет три пика: основной пик на частоте генерируемой моды и два дополнительных пика на частотах и . 4.2. Экспериментально исследована динамика излучения кольцевого чип-лазера на кристалле YAG:Nd при воздействии внешним постоянным магнитным полем, создающим оптическую невзаимность резонатора. Обнаружен неизвестный ранее квазипериодический автомодуляционный режим генерации, в котором автомодуляционные колебания интенсивностей встречных волн имеют противофазную низкочастотную огибающую. 4.3. Теоретически и экспериментально исследована синхронизация периодических и квазипериодических автомодуляционных колебаний излучения твердотельного кольцевого лазера при воздействии на него внешнего периодического сигнала, модулирующего мощность накачки. Обнаружен неизвестный ранее квазипериодический режим синхронизации автомодуляционных колебаний. | ||
| 3 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРАХ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ И ШУМОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПАРАМЕТРОВ |
| Результаты этапа: 4.1. Экспериментально и с помощью численного моделирования исследована динамика генерации твердотельного кольцевого лазера (ТКЛ) с периодической модуляцией накачки при параметрическом возбуждении релаксационных колебаний на субгармонике модулирующего сигнала. Параметрические процессы исследованы при модуляции накачки в двух режимах генерации ТКЛ: в стационарном режиме однонаправленной генерации и в автомодуляционном режиме первого рода. Обнаружены существенные различия в динамике излучения для этих режимов. Установлено, что при работе лазера в автомодуляционном режиме первого рода параметрическая неустойчивость может приводить к переходу лазера в режим динамического хаоса. 4.2. В автономном кольцевом чип-лазере проблема реализации различных режимов генерации оказывается достаточно сложной. В настоящей работе предложен и продемонстрирован простой и эффективный способ управления динамикой излучения кольцевого чип-лазера на YAG:Nd при воздействии на него внешним постоянным магнитным полем, создающим как частотную, так и значительную амплитудную невзаимность. Амплитудная и частотная невзаимности кольцевого резонатора, возникающие под действием этого магнитного поля, изменялись при перемещении магнита относительно активного элемента чип-лазера. Экспериметально реализован ряд автомодуляционных и стационарных режимов генерации, режим биений и режим динамического хаоса. Исследованы временные и спектральные характеристики излучения, а также найдены условия возникновения этих режимов генерации. 4.3. Экспериментально исследовано стохастическое возбуждение субгармоники периодического сигнала модуляции в спектре интенсивности излучения твердотельного лазера при модуляции скорости накачки шумом и периодическим сигналом. Обнаружен стохастический резонанс (СР), возникающий при наличии в исследуемом лазере бистабильности. Найдены условия, при которых СР наблюдается на субгармонике периодического сигнала модуляции. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".