Для цитирования:
Разуков В. А., Мельников Л. А. Численное моделирование пространственно-временной динамики встречных волн в кольцевом нелинейном микрорезонаторе // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2020. Т. 20, вып. 1. С. 64-71. DOI: 10.18500/1817-3020-2020-20-1-64-71
Численное моделирование пространственно-временной динамики встречных волн в кольцевом нелинейном микрорезонаторе
Проведено численное моделирование пространственно-временной динамики электромагнитного поля в нелинейном кольцевом двунаправленном волоконном резонаторе с помощью разностной схемы «Кабаре» второго порядка. Продемонстрировано и проанализировано образование различных последовательностей импульсов и оптических частотных гребенок. Данная работа является развитием предыдущих и отличается от них введением рэлеевского рассеяния на неоднородностях среды и появлением встречной волны.
- Hillerkuss D., Schmogrow R., Schellinger T., Jordan M., Winter M., Huber G., Vallaitis T., Bonk R., Kleinow P., Frey F., Roeger M., Koenig S., Ludwig A., Marculescu A., Li J., Hoh M., Dreschmann M., Meyer J., Ben Ezra S., Narkiss N., Nebendahl B., Parmigiani F., Petropoulos P., Resan B., Oehler A., Weingarten K., Ellermeyer T., Lutz J., Moeller M., Huebner M., Becker J., Koos C., Freude W., Leuthold J. 26 Tbit s−1 line-rate super-channel transmission utilizing all-optical fast Fourier transform processing // Nature Photonics. 2011. Vol. 5, iss. 6. P. 364–371. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2011.74
- Del’Haye P., Schliesser A., Arcizet O., Wilken T., Holzwarth R., Kippenberg T. J. Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator // Nature. 2007. Vol. 450. P. 1214–1217. DOI: https://doi.org/10.1038/nature06401
- Levy J. S., Saha K., Okawachi Y., Foster M. A., Gaeta A. L., Lipson M. High-Performance Silicon-Nitride-Based Multiple-Wavelength Source // IEEE Photonics Technology Letters. 2012 Aug. 15. Vol. 24, № 16. P. 1375–1377. DOI: https://doi.org/10.1109/LPT.2012.2204245
- Herr T., Hartinger K., Riemensberger J., Wang C. Y., Gavartin E., Holzwarth R., Gorodetsky M. L., Kippenberg T. J. Universal formation dynamics and noise of Kerr-frequency combs in microresonators // Nature Photonics. 2012. Vol. 6, iss. 7. P. 480–487. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2012.127
- Pfeifl e J., Weimann C., Bach F., Riemensberger J., Hartinger K., Hillerkuss D., Jordan M., Holtzwarth R., Kippenberg T. J., Leuthold J., Freude W., Koos C. MicroresonatorBased Optical Frequency Combs for High-Bitrate WDM Data Transmission // Optical Fiber Communication Conference, OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2012). Paper OW1C.4.
- Wang P.-H., Ferdous F., Miao H., Wang J., Leaird D. E., Srinivasan K., Chen L., Aksyuk V., Weiner A. M. Observation of correlation between route to formation, coherence, noise, and communication performance of Kerr combs // Opt. Express. 2012. Vol. 20. P. 29284–29295.
- Pfeifl e J., Brasch V., Lauermann M., Yu Y., Wegner D., Herr T., Hartinger K., Schindler P., Li J., Hillerkuss D., Schmogrow R., Weimann C., Holzwarth R., Freude W., Leuthold J., Kippenberg T.J., Koos C. Coherent terabit communications with microresonator Kerr frequency combs // Nature Photonics. 2014. Vol. 8, iss. 5. P. 375–380. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2014.57
- Herr T., Brasch V., Jost J. D., Wang C. Y., Kondratiev N. M., Gorodetsky M. L., Kippenberg T. J. Temporal solitons in optical microresonators // Nature Photonics. 2014. Vol. 8, iss. 2. P. 145–152. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2013.343
- Miller D. A. B. Device Requirements for Optical Interconnects to Silicon Chips // Proceedings of the IEEE. 2009 July. Vol. 97, № 7. P. 1166–1185. DOI: https://doi.org/10.1109/JPROC.2009.2014298
- Qian D., Huang M.-F., Ip E., Huang Y.-K., Shao Y., Hu J., Wang T. 101.7-Tb/s (370×294-Gb/s) PDM-128QAMOFDM Transmission over 3×55-km SSMF using Pilotbased Phase Noise Mitigation // Optical Fiber Communication Conference/National Fiber Optic Engineers Conference 2011, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011). Paper PDPB5. DOI: https://doi.org/10.1364/OFC.2011.PDPB5
- Witzens J., Baehr-Jones T., Hochberg M. On-chip OPOs // Nature Photonics. 2010. Vol. 4, iss. 1. P. 10–12. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2009.243
- Hillerkuss D., Schmogrow R., Meyer M., Wolf S., Jordan M., Kleinow P., Lindenmann N., Schindler P.C., Melikyan A., Yang X., Ben-Ezra S., Nebendahl B., Dreschmann M., Meyer J., Parmigiani F., Petropoulos P., Resan B., Oehler A., Weingarten K., Altenhain L., Ellermeyer T., Moeller M., Huebner M., Becker J., Koos C., Freude W., Leuthold J. Single-laser 32.5 Tbit/s Nyquist WDM transmission // IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking. 2012 Oct. Vol. 4, № 10. P. 715–723. DOI: https://doi.org/10.1364/JOCN.4.000715
- Wu R., Supradeepa V. R., Long C. M., Leaird D. E., Weiner A. M. Generation of very fl at optical frequency combs from continuous-wave lasers using cascaded intensity and phase modulators driven by tailored radio frequency waveforms // Opt. Lett. 2010. Vol. 35. P. 3234–3236. DOI: https://doi.org/10.1364/OL.35.003234
- Chembo Y. K. K., Yu N. Modal expansion approach to optical-frequency-comb generation with monolithic whispering gallery-mode resonators // Phys. Rev. A. 2010. Vol. 82. 33801.
- Maleki L., Ilchenko V. S., Savchenkov A. A., Liang W., Seidel D., Matsko A. B. High performance, miniature hyper-parametric microwave photonic oscillator // 2010 IEEE International Frequency Control Symposium (FCS). IEEE Xplore, 2010. P. 558–563.
- Matsko A. B., Savchenkov A.A., Liang W., Ilchenko V. S., Seidel D., Maleki L. Mode-locked Kerr frequency combs // Opt. Lett. 2011. Vol. 36. P. 2845–2847.
- Chembo Y. K., Menyuk C. R. Spatiotemporal Lugiato-efever formalism for Kerr-comb generation in whispering gallery-mode resonators // Phys. Rev. A. 2013. Vol. 87. 053852.
- Rosales R., Merghem K., Martinez A., Akrout A., Tourrenc J.-P., Accard A., Lelarge F., Ramdane A. InAs/InP Quantum-Dot Passively Mode-Locked Lasers for 1.55-μ m Applications // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2011 Sept.–Oct. Vol. 17, № 5. P. 1292–1301. DOI: https://doi.org/10.1109/JSTQE.2011.2116772
- Herr T., Brasch V., Jost J. D., Wang C. Y., Kondratiev N. M., Gorodetsky M. L., Kippenberg T. J. Supplementary information to Temporal solitons in optical microresonators // Nature Photonics. 2014. Vol. 8, iss. 2. P. 145–152. DOI: https://doi.org/10.1038/nphoton.2013.343
- Городецкий М. Л. Оптические микрорезонаторы с гигантской добротностью. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2011. 416 с.
- Razukov V. A., Melnikov L. A. Short pulse dynamics in a linear cavity fi ber laser // Proceedings SPIE. Saratov Fall Meeting 2015 : Third International Symposium on Optics and Biophotonics and Seventh Finnish-Russian Photonics and Laser Symposium (PALS). 2016. Vol. 9917. P. 788–792. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2229745
- Razukov V. A., Melnikov L. A., Mazhirina Yu. A., Sukhanov S. V. Numerical modeling of space-temporal dynamics in fi ber lasers // J. Appl. Spectr. 2016. Vol. 83, № 6–16. P. 344–345.
- Мельников Л. А., Мажирина Ю. А. Динамика и неустойчивости в длинных волоконных ВКР-лазерах с линейным и кольцевым резонаторами // Квант. электроника. 2017. Т. 47, вып. 12. С. 1083–1090.
- Agraval G. P. Nonlinear Fiber Optics. Academic Press, 2007. 529 p.
- Мажирина Ю. А., Мельников Л. А., Турицын С. К., Чуркин Д. В., Тарасов Н. С. Нелинейная динамика длинного беззеркального волоконного ВКР-лазера // Известия вузов. ПНД. 2014. Т. 22, № 5. С. 73–82.
- Головизнин В. М., Самарский А. А. Разностная аппроксимация конвективного переноса с пространственным расщеплением временной производной // Матем. моделирование. 1998. Т. 10, № 1. С. 86–100.
- 1516 просмотров