2335501501

2 W prowadzenie

Układ pracy

W pierwszym rozdziale przedstawiony zostanie opis matematyczny zjawiska mieszania trzech fal, które odpowiedzialne jest za proces parametrycznego wzmacniania światła. Następnie omówione zostaną techniki dopasowania fazowego, umożliwiające uzyskanie wysokiej wydajności przetwarzania częstości.

W rozdziale drugim szczegółowo omówiony zostanie proces wzmacniania parametrycznego, przy czym główny nacisk położony zostanie na wyznaczenie optymalnej konfiguracji wiązek (w konfiguracji niewspółliniowej) zapewniającej szerokopasmowy warunek dopasowania fazowego. Symulacje przeprowadzone zostaną dla dwóch różnych zakresów długości fal tj.: bliskiej podczerwieni oraz ultrafioletu. Dodatkowo, przeprowadzona zostanie analiza porównawcza różnych kryształów nieliniowych pod kątem zastosowania we wzmacniaczu parametrycznym. Omówione zostaną także praktyczne aspekty wzmacniania parametrycznego, takie jak: ograniczenia natężenia wiązek laserowych czy kątowa tolerancja ustawienia wiązek.

Rozdział trzeci opisuje zagadnienie wzmacniacza nasyconego, w którym następuje istotny przekaz energii pomiędzy impulsami laserowymi oddziaływującymi ze sobą we wzmacniaczu. W szczególności, przedstawiona zostanie prosta interpretacja sprzężonych równań falowych, ułatwiająca zrozumienie istoty procesu wzmacniania parametrycznego. Dodatkowo w tym samym rozdziale poruszone zostaną zagadnienia wzmacniania parametrycznego w obecności strat oraz stabilności wzmacniacza parametrycznego.

Czwarty rozdział opisuje technikę generacji oraz wzmacniania ultrakrótkich impulsów laserowych. W szczególności omówiona zostanie generacja impulsów przy pomocy synchronizacji modów oraz przedstawiona konstrukcja oscylatora femtosekundowego wykorzystująca ten mechanizm do generacji impulsów zasiewających. Następnie omówione zostanie wzmacnianie femtosekundowych impulsów laserowych z wykorzystaniem techniki rozciągania czasowego impulsów laserowych. Porównane ze sobą zastaną dwa różne warianty tej techniki: wykorzystująca ośrodek laserowy oraz wykorzystująca parametryczne oddziaływanie światła w krysztale nieliniowym.

W rozdziale piątym omówiona zostanie konstrukcja wzmacniacza parametrycznego z wieloprzejściowym przedwzmacniaczem oraz stopniem mocy, wykorzystującym technikę czasowego przesuwania impulsów do uzyskania wysokiej sprawności ekstrakcji energii z wiązki pompującej. Dodatkowo w rozdziale tym omówione zostaną wszystkie istotne elementy wzmacniacza parametrycznego oraz przybliżona zostanie technika interferencji spektralnej, pozwalająca na precyzyjne ustawienie układu do rozciągania i kompresji impulsów. Ponadto, przedstawione zostaną wyniki przestrzennej symulacji wzmacniacza parametrycznego, pozwalającej na optymalny dobór parametrów wzmacniania. Wyniki wraz z podsumowaniem znajdują się na końcu rozdziału.

W ostatnim rozdziale omówiona zostanie nowatorska konstrukcja wzmacniacza parametrycznego, pracującego w ultrafiolecie. Szczegółowo omówiona zostanie technika szerokopasmowej generacji drugiej harmonicznej, służącej do generacji impulsów zasiewających. We wzmacniaczu tym zaobserwowano wyższą niż