Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 66: Photonik 4

Q 66.8: Vortrag

Freitag, 16. März 2012, 15:45–16:00, V38.01

Wie können Solitonen aus der Modulationsinstabilität gebildet werden? — •Christoph Mahnke und Fedor Mitschke — Universität Rostock, Institut für Physik, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock

Lichtpulse mit Dauern von einigen Pikosekunden oder länger, bis hin zu Dauerstrichsignalen, sind in Glasfasern instabil und können in eine Kette von kürzeren Pulsen zerfallen. Voraussetzungen hierfür sind Vorhandensein von Kerr-Nichtlinearität und negativer Dispersion der Gruppengeschwindigkeit. Dieser Vorgang ist als Modulationsinstabilität (MI) bekannt und kann analytisch mit dem sogenannten Akhmediev Breather (AB) beschrieben werden. Etliche Autoren haben MI zur Erzeugung von Pulsketten mit hoher Wiederholfrequenz diskutiert, teilweise wurden die erzeugten Pulse als Solitonen interpretiert. Wie die Umwandlung genau abläuft, blieb dabei jedoch vage.

Wir präsentieren die Ergebnisse von numerischen Experimenten, bei denen wir mit der sogenannten Direkten Streutransformation Eigenwertspektren für den AB erhalten haben. Dieses Verfahren ermöglicht es, Aussagen über Anzahl, Energien und Frequenzen der in einem AB enthaltenen Solitonen zu treffen. Es zeigt sich, dass der AB als komplizierte nichtlineare Überlagerung von Solitonen betrachtet werden kann. Aus unseren Ergebnissen schliessen wir, dass neben Dispersion und Kerr-Nichlinearität zusätzliche Effekte zur Umwandlung eines AB in Solitonen nötig sind. Am Beispiel des Raman-Effektes zeigen wir das Verhalten des Eigenwertspektrums bei einem solchen Zerfall.