Ultrarövid fényimpulzusok idő- és térbeli fejlődésének vizsgálata = Temporal and spatial evolution of ultrashort light pulses

Horváth, Zoltán and Geretovszkyné Varjú, Katalin and Kovács, Attila Pál (2007) Ultrarövid fényimpulzusok idő- és térbeli fejlődésének vizsgálata = Temporal and spatial evolution of ultrashort light pulses. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 38152_ZJ1.pdf Download (4MB)

Abstract

Megmutattuk, hogy Gauss-nyalábok (lézernyalábok) fókuszálása a gömb- és síkhullámok fókuszálásánál használt - Lommel által kidolgozott klasszikusnak tekinthető - módszerrel írható le, ha a Lommel-függvények első változóját kiterjesztjük a komplex számsíkra. Köralakú nyíláson elhajló rövid fényimpulzus spektrumának, és elhajlási képnek mérésén alapuló módszerrel kimutattuk az elhajlás Young-féle értelmezésben szereplő szélihullám-impulzus jelenlétét. Eredményünk megerősíti Youngnak a diffrakcióról alkotott elképzelését. Nijboer-Zernike-féle elmélet felhasználásával megvizsgáltuk az elsődleges aberrációk rövid fényimpulzusokra gyakorolt hatását, összehasonlítottuk a geometriai és hullámoptikai leírás eredményeit. Megmutattuk, hogy az optikai rendszer fázisdiszperziója hogyan határozza meg a spektrálisan bontott interferenciacsíkok alakját. A spektrálisan bontott interferometrikus módszerek továbbfejlesztésével nagy pontossággal sikerült megmérnünk az alábbi mennyiségeket: a prizmán keresztül haladó lézerimpulzusok fázisfront-szögdiszperzióját, a fázismodulált impulzuserősítésen alapuló lézerrendszerekben alkalmazott rácsos impulzuskompresszorok és nyújtók fázisderiváltjait harmadrendig, nem-párhuzamos síkú rácspárok illetve prizmapárok alkotta impulzuskompresszorok szögdiszperzióját, valamint egy két elektródával középen fűtött, széleken hűtött üveghasáb fázisdiszperzióját. A mérési eredmények jó egyezésben vannak az elméleti modellből adódó értékekkel. | The classical theory of focusing of light - developed by Lommel - was extended for truncated Gaussian beams. All the expressions for the uniform spherical waves hold good for Gaussian beams if the first variable in the Lommel functions is extended to the complex domain. The existence of the boundary (diffraction) wave pulse was demonstrated by measuring the spectrum and the radial intensity distribution of a diffracted fs pulse behind a circular aperture. Our results confirm Thomas Young's assumption about the nature of diffraction. The effect of the primary wave aberrations on a ultrashort pulse was studied by the Nijboer-Zernike theory. The results of the geometrical and the wave optical treatments were compared. We showed that how the phase dispersion of the optical system to be measured determines the shape of the spectrally resolved interference fringes. By developing the spectrally resolved interferometric methods, we have managed to measure the followings with high precision: the phasefront-angular dispersion of laser pulses propagated through a prism, the phase derivatives of grating pulse compressors and stretchers used in chirped pulse amplification laser systems up to third order, the angular dispersion of misaligned prism and grating pulse compressors, and the phase dispersion of a glass slab heated by two electrodes in the middle and cooled at the edges. The measured values are good agreement with the values obtained from theoretical models.

Actions (login required)

Edit Item