Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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SYSI: Simulation in Physik, Informatik und Informationstechnik

SYSI IX: HV IX

SYSI IX.1: Hauptvortrag

Dienstag, 19. März 2002, 15:40–16:15, HS 21

Simulation der Pulsausbreitung in Glasfasern — •H. Harde¹, R. Schulz¹, J. Pfuhl¹ und ² — ¹Universität der Bundeswehr Hamburg — ²

Das Studium nichtlinearer Prozessen von optischer Strahlung in Materialien ist aus grundlegender wie aus technologischer Sicht von großem Interesse. So gehen Frequenzkonversionsverfahren, die Ausbildung von Solitonen sowie das Schalten von Licht auf diese Effekte zurück. Die Ausbreitung kurzer Lichtimpulse in optischen Fasern wird maßgeblich durch nichtlineare Effekte wie die Selbst- und Kreuzphasenmodulation, Stimulierte Raman-Streuung und Vier-Wellenmischung unter gleichzeitiger Wirkung der Faserdispersion bestimmt. Diese Prozesse begrenzen die übertragbare Pulsspitzenleistung und verändern das Pulsprofil sowie die spektrale Verteilung. Ebenso entstehen hieraus neue Pulse auf veränderten Frequenzen mit veränderter Polarisation. Theoretisch wird die Pulsausbreitung bei gleichzeitiger Konversion der Pulsenergie auf die neu entstehenden Pulse durch ein gekoppeltes System von nichtlinearen Wellengleichungen für die Amplituden und Phasenlagen der Pulse beschrieben, das nur numerisch lösbar ist. In diesem Beitrag werden Beispiele für die Simulation der Pulsausbreitung in Fasern vorgestellt, die unmittelbar den Einfluss der nichtlinearen Prozesse im Zusammenspiel mit der Dispersion verdeutlichen. Ebenso wird die Funktion und das Verhalten von speziellen Lasern simuliert, mit denen ultrakurze Impulse durch Ankopplung eines externen nichtlinearen Resonators erzeugt werden können.