Теоретическое исследование режимов генерации обращенных волн в фоторефрактивных средах через промежуточные спекл-волны тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФИЗИКО-ТВХНИЧВСКИЙ ИНСТИТУТ

_ _ На правах рукописи

РГ6 од

- 5 ИЮН 1995

БЕЛЬДЮГИ НА НОННА ИГОРЕВНА

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАЦИИ ОБРАЩЕННЫХ ВОЛН В ФОТОРЕФРАКТИВНЫХ СРЕДАХ ЧВРВЗ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СПБКЛ-ВОЛНЫ

01.04.03 - радиофизика

Автореферат

диссертации на соисхагогс ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в НПО "Астрофизика" Научный руководитель:

-к.ф.-м,к. Шкунов В.В.

Официальные оппоненты*

Ведущая организация

-д.ф.-м.н.. В.Н.С. .

Шувалов В.В. -к.ф.-м.н., С.Н.С. Ковалев В.И. -ИФ национальной АН Украины

Зашкга соскяося

Л

1995.Г. »

--------- ---

I у? час. на заседании специализированного совет» K-06J.91.09 при Московском физико-техническом институт (Москва, ул. Профсоюзная, д. 84/32, корп. В2). Отзывы наироашпъ по адресу: 141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9, МФТИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ

Автореферат разослан

- /р - М ¿V__1995 г.

Ученый секретарь

специализированного совета к.ф.-ы.н._

)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В последнее время для решения ряда научных и практических задач лазерной оптюси патккпа необходимость «здания устройств лазерного излучения, обеспечивающих дифракционную расходимость. Возможность использования лазеров с яи фракционной расходимостью в лохадни, связи, технологии и т.д. представляет немалый практический ш пере с, Большая, чем ди^трахциошюя, расходимость излучения связана с наличием в сяпичсских трактах лазеров |£>азсиых неоднородносгей различной природы. Одним из методов коррекции фазовых искажений, позволяющих получить расходимость излучения, близкую к дифракционной, является обращение волнового фронта (ОВФ). Распространенным истодом получения обрмнетгих волн шшястся четырехволновое взаимодействие (ЧВВ). Существует шюго механизмов нелинейности, позволяющих реализовать ОВФ-ЧВВ. Для ОВФ маломощного лазерного излучения перспективными нелинейными средами являются фогорефрактивные кристаллы, проявляющие сильную нелинейность . ухе при милякватпшх мощностях пучков.

В настоящее время одной из наиболее популярных областей применения метода ОВФ при ЧВВ являются лазеры с обращающими волновой фронт зеркалами. Важное достоинство лазеров с ОВФ зеркалами состоит в том, что в них возможна компенсация внугрирезонаторных аберраций. По способу создания волн накачки лазеры с ОВФЗ делятся на лазеры с внешним источником бслп накачки и с самонакачивающимися ОВФ зеркалами, причем в последних не требуется отдельного дополнительного источника двух ишснсивных комплексно сопряжсшшх опорных волн.

Опорные волны генерируются ш собственные моды некоторого открытого нелинейного резонатора, формируемого как динамическими топографическими решетками, так и линейными отражениями от граней и угле» кристалла в объеме нелинейной среда. Такие резона горы формируются в среда саыостоятслыю как результат иск<лорой нсусюй'иимхли и являются многом од оными по поперечному индексу. Генерация в них затрашыется обычно в результате рассеяния освещающей среду обращаемой лазерной волны и* случайно разбросанных оптических дефектах кристалла. Очевидно, что затравочные волны, распространяющиеся в нелинейном многомодовом по поперечному индексу резонаторе, на начальной стадии процесса генерации не могут бьлъ обращенными по отношению друг к Другу, поскольку рождаются различными точечными дефектами, либо получаются одна из другой линейным отражением.

Тем не менее, до сих пор теоретическое моделирование процессов к самонакачивающихси ОБФ зеркалах на фоторефрахтхвкых кристаллах велось на языке плоских взаимодействующих волн ь полном пренебрежении их внутренней структурой, включая схемы с самогснсрацией опорных волн. Самогенерируемые волны считаются, таким образом, взакмообращенными. Такое допущение может быть правомерным в стационарном режиме, однако неспр&ьеддико при исследовании начальной стадии процесса и его динамики.

Фундаментальная проблема, попытка решения которой предпринята в настоящей теоретической работе, состоит в том, чтобы проанализировать якияние реалыюй сложной структуры самогенерируемых опорных ьолн на динамику с&мостарга самонахачивакхцнхся ОВФ зеркал на фогорефрикгиьнмх кристаллах.

Целью данной диссертационной работы является теоретическое исследование условий и характеристик генерации лазерных систем с ОВФ зерхалами на фоторефрактивш« кристаллам, осуществляющих обращение волной«« фронта маломощного лазерного излучения.

Чндачи, решению которых посшацена диссертационная работа, могут быть кратко сформулированы следующим образом:

1. Обоснование выбора чешрехволновигп нзйимодейслзия И фоюре<|>рактивного механизма нелинейного отхлиха для ОВФ маломощного лазерное излучения.

2. Теоретическое исследование динамики самосгарш генерации самонакачиьакчиихся схем ЧВВ.

3. Теоретическое исследование пороговых услоьий самссгерга генерации для схем полулинейного ОВФ зеркала и двух связанных двойник ОВФ зеркал, а также определение времени установления генерации.

4. Теоретическое обоснование влияния промежуточных спекл-волн на качество обращения в схеме двойного обращающего зеркала.

5. Определение ошимальных условий генерации обращенного излучения для данной схемы.

Научная новизна работы состоит а следующем:

1. Теоретически доказано, что наличие у рассеянных волк сложной пространственно-угловой структуры определяет динамику генерации » самонакачиваюшнхся схемах ЧВВ.

2. Предложен метод, позволяющий учесть спекл-сяруктуру рассеянных волн. С. его использованием определены пороговые условия возбуждения и оценено время установления генерации ДЛЯ • некоторых схем елмонакачивакяцихся ОВФ зеркал.

V 11рс;1ложсн подход, позволяющий учесть влияние истощения накачки им К'иернпионные характеристики в эшх схемах.

4, Теоретически покатано, что качестпо «крашенин « схсмя-двойного, О Вф зеркала определяется наличием промежунмных ьот|, 0?км(<>ьалр> что оптимальные условия генерации. РфЦаддаЖРГ0 Излучения могут быть достигнуты сюпвстствуюишм набором угла между пучками накачки.

Практическая_ценность I фоне денных исследований

определяется возможностью использования полученных рсчулыиюн, а так« применимостью предложенных методов ани тгтимиз&ннн режимов работы самонакачинаюн(их<.я ОЬФ черкал, коюрые используются, в частности, в качестве зеркал обычных лазеров в нелмх компенсации внутрирезонаторных искажений и получения выходною излучения с ди<]>ракципнной расходимостью.

На защиту выносятся следующие положения'

1. Развитие генерации в самонакачиваюнитеся схемах ЧНВ происходит в две стадии. связано с тем. чю генерационные кпны изначально имеют сложную прострянствошо-углоную структуру. 11а первой стадии за счет перестройки профиля годогряфичсской решетки происходит формирование взанмообрашенных встречных ышн генерации, после чего происходит быстрое нарастание интенсивности генерационного иэлуюния.

2. Процесс формирования в пепине (том многнмоловом но поперечному индексу резонаторе сопряженных воли поси1 пороговый характер, причем порог в Частности зависит <л ишснсим-икти служащего затравкой рассеянного излучения Колы нос премя установления генерации в таких схемах ткже сажано с необходимостью формирования в резонаторе обращенных в*лн 11ри этом истощение накачки существенно илияет на л:ппс п н к н. времени установления и должно учитывался н большом лиинлюне--зпаче1Г.ей-юггенскБИ0С1>гр»сссяштси ч и ¡лучении:-

3. Качество обращения в схеме двойного ОВФ зерхала зависит утй!» xtcXny направлениями распространения нучхов накачки и VRtL'Wiio с "вочможностыо генерации промежуточных спекл-волн. При (ЙтпййаЛйкй» выборе этого угла аоаможно получить высокое качество «^брмгйекйЯ даже в том случае, когда падающие с обеих спгрон иа 'йс.'шнсйпую среду нехогерситные пучки имеют плоские волновые 'Jtpfirrna.

Агфобация результата работы. Результаты диссертационной ipHfwrtU докладывались на меЗДуНародиых конференциях по '^(сяййс'йпой osmoce CLEO'92. СЦВО'<Й Х&ШеЙй. США). EuCLEO'W, тематическом семинаре по нелинеЙНсЙ '&Wi«ê '(ГЙЯЙЙЙ, США).

11убликании. По теме дисссртвпйй Улублй^сйййо Ь 'piбот.

( Кгуем работы. Диссертация taiTOtaeita Ш 128 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3-х глав, заключения й указателя цитируемся литературы, состоящего из III источнике». бЧбота нллюстрмрпаана 21 рисунком. •

СОДЕРЖАНИИ РАБОТЫ

Но введении обосновывается ахтуальносп. исследований, сформулированы цель, зада'Ш, научная новизна и практическая значимость работы, а также положения, выносимые на защиту.

! крыш глава представляет собой обзор 1еирс1ических и '«хслеримент&льных риб<тг по иоследоьнлию особенностей ОВФ при ьоречном чсшрехшишовом взаимодействии. Обосновывается выбор <1*лорсфрак ihwkmo механизма нелинейносш среды для создания оптических игисрнг»р<х» на ЧВН и излагай пс>1 осноиные принципы их деПсгьия. Кратко изложена теория ЧИП в фоторефракткных кристаллах <ФРК). Рассмотрен рад схем генерятро» на ФРК, с

нохошмош нелинейным откликом к приведен их сравнительный анализ. Показано, что существующий подход к . анализу еамокакачивающихся схем не позволяет объяснить некоторые экcncpttucHi«лысые факт.

Обзор исследования по этим вопросам, показал, vio работавсех сяминакнчимклкихся схем ЧЬВ неразрывно связана с эффектом аоимметрич!мяо свешиндуцированного рассеяния лазерного пучх» »в фоторсфрвктивнай среде, так называемого феннинга. Физика этого эффекта состоит в том, что лазерный пучок рассеивается не. неодноредностях кристалла, записывает решетки нелинейного показателя преломления с рассеянными (шумовыми) компонентами и усиливает эти компонент за счет своей энергии. Большая часть ФИС характеризуется умеренным к сильным уровнем феннинга. Фенккнг определяет возможность самостарта самонакачивающихся схем с жестким порогом возбуждения, » ряде случаев определяет динамику и конечные стационарные состояния схем как с жеспсим, так и с мягким порогом возбуждения.

В то же время, хотя исследованию роли фешошга посвящен ряд работ, в них использовалось максимально упрощенное описание самонакачиьающихся схем ЧВВ. Теоретический анализ проводился в рамках одномерного рассмотрения, фактически полностью пренебрегающего пространственной структурой взаимодействующих пучков. Однако очевидно, что рассеянное излучение обладает сложной пространственно-угловой структурой. В связи с этим существует необходимость разработки мидели, позволяющей учесть спекл-структуру взаимодействующих пучков, а также проанализировать, как она влияет на характеристики генерации.

4 А< Аа *

о Г*

А/ч

а

6

Ги-. I Прчнинпиильныв ся«ыы пояуяиивйного ОВФ (•), системы

>ВУ* 1ВЯИМНЫХ явояиы* ОВФ мркьл (6).

Вторая глава поспянкна теоретическому исследошпппо самонакачиваклцихся схем полулинейного ОВФ зеркала и /тух св>гшшых лвойюл ОВФ зеркал (рис. 1). Генерационные водны в •них схемах возникают в результате рассеяния пучкоп накачки на пеодттхушосяях нелинейной среды и обладают сложной пржчрянсгоснний структурой. Вследствие чтого на начальном этане генерации профили встречных генерируемых волн не обращены по ототению друг к другу. С этим связан регулярно и «6.1 плие май жеиериметя/зьмый (}«кт. состоящий п том, чш время установления » системах с сямоншерацией опорных волн оказывается существенно большим времени релякеннии среды, причем возникновению (спсряки)! предшествует довольно длительная "зона молчания" (рис ?«>. Печь рнГюш состояла в том, чтобы показать, что самостврту ■ снерации саминака'гиваюишхея схем Ч&Ь тгрсдщесгвуст в обшем случие /пппечышй процесс перестройки сг)1укгуры ге^герируемии поли в сюрону '{»)рми!>ч(1лн11ч обращенных конфигураций.

Для описания пространственная структуры генерируемых млн использовались функции Л (Л) к ГАЮ - слабо коррелированные между собой и подчиняющиеся уравнению свободной ли>]|рмкиии Для полулинейного ОВФ зеркала /, (Я) описывала профиль исходной водны затравок Д. / (Я) - профиль отраженной «л зеркала кшш А^. Волна накачки Л4 и обращенная к ней волна Лу принимались плоскими. Решение для медленных амплитуд Л, - Л, и решетки О искалось в форме

Д = е.<*,')/.<км> ^.(г.О/.ЧЮЛ,,

где Я,, С, ¿, т, . медленные на маошабс

Л; * Я / Л03

размера спекла амплитуды. Система уравнений, см чываипцкх медленные амплитуды волн, получалась подстановкой амплитуд в виде (1) в систему уравнений связанных волн с последукчким проектированием на разные пространственные про|>или /, (К) -и

/лю

и усреднением. Относительная затравка для ьолны .4Г задавалась параметром В« 1 и включалась в граничные условия. Возникновению обращенных волн в резол шире «пвечнет выравнивание коэффициентов О,, О. между собой и. с^лкшкини коэффициенте® Ь, и Ь,, а также амплитуд решенж т, и т .

Для анализа полной системы уравнеюш исполмеччмось приближение заданного поля накачки. Кроме Мм. как ..лслус! и» эксперименте», время развития генерации превмшае] время Л * ) (I - время диэлектрической релаксации) установления '¡енннт * «а

счет двухиилниаого взаимоижйсгвия, поэтому исходный фенюскг можно ооггать стабилизировавшимся на уровне <* СХр(у/), где у -к имели л* нелинейной связи, / - толщина кристалла. В результате была получена урошскная система вида

За

--- - т А.

[т. /«техр(^)-д.(/,0г^йЛ5хр{К>], (2)

Л

г-—- + т - г(а + ^/епхр(^)с)

с граничными м начальными условиями

а.{ 0,0-0, с(/,Г) = 0, т. <*,/=/,) =/ль. (3)

где /Л» - затракошая амплитуда рождающейся ноьой решетки с профилем ** /. (!1). Поскольку уравнения линейны, решение искалось в виде /л. - ^ ехр(/Я), В результате было получено выражение для инкремента р - / ( К)» ~ I] / г с пороговым параметром нелинейности

(Л-^пЛ <4>

3 2аг'

5>та величина оказывается выше порога, получаемого при использовании плоскосолноьоЯ моиели.

Экспоненциальный характер наллорогоэого тряеття

дотхмннтелынл конфигурации поля /. (К) пепволил оценить

длительность t сидки выравнивания коэффициенте Д. и И* равенство отвечает установлению » резонаторе взаимно сопряженных полей. Это делалось с использованием условия (Л, / а_ )0 оссхр(/т/ ), где ft - найденный выше инкремент нарастания, а (<•', } Л )0 - начальное отношение амплитуд Я, н А.. Оценив старю«*« шакнис ипвлиенмя (я, / О. )0 при помощи теории возмущений из исходной системы уравнений, получим

с » la(sr> схр(2^)|Л|)-', <5)

Поскольку большинство реально используемых кристаллов демонстрирует довольно высокий уровень феннинг«, ь большой области значений интенсивности затравочного излучения необходимо учитывать эффект истощения накачки. Истощение воины накачки учитывалось при помощи разделения задачи на два этжпа. Первым этапом является решение задачи даухаолноеого взаимодействия юш 0t и d « учетам подстветки воины Ь\, едущей or зеркала. Затем следует решать систему линеаризованных уравнений (2), полставки в иес найденные амплитуды tf,, d и , а техже амплитуду рететхи lftt. Результирующая система по-прехнему линейна, но усложнится за счет введения переменных no Z коэффициентов. Такой подход Правомерен, поскольку на начальной стадии ибрктная сая/ь от обычного зеркал* является малой, благодари малос-ш интеграла перекрытия исходных профилей полей, и мооает не учитываться.

Q001 О.оОЧ O.OOt б

Рмь 1 ТипИЧНМ *>сл«рим<НТиЫ4«л »{»шины маисиыосп. полное т«*нси»нг>сти и\«уч«ни* • р«*>н«тг>|» >■• игамм полу<нн«йного ОВФ septo» (а), мвиснмпс1Ъ мктммюст "юны молчания" от уровня относит» «ьн о Я »«травки (6).

Полученная в результате систем* уравнения решалась численно с параметрами, которые соответствовали данным специально поставленного демонстрационного эксперимента. На рис. 26 сплошная кривая изображает результаты, полученные при расчете I с учетом истощения накачки для Г ~ 0,33 с. Кружками обооначены лиспе римсптальные гоосм. Время релаксации I выбиралось иэ уел опия наилучшего ежпадення с зкенеримегггом в средней области значений интенсивности затравок, поскольку само I эаьисит от интенсивности и в области малых затравок » больше, чем в области больших. Пунктирная кривая соспветсгоует временам, вычисленным но формуле (5) в приближении заданного поля накачки с тем же временем релаксации (.

Аналогичные исследования провалились ллм системы двух связанных двойных ОВФ зеркал. Качественное отличие иг предыдущего случая состоит в том, что, если р*ныце профиль / (Я) рождался и» /.(К) отражением от плоского зеркала, го теперь задастся, как и /. (И), некоторой реализацией спонтанного

шум«, но н кристалле 2. (Нижние друх систем уравнения, аналогичных (2), позволяет получить неявное ураыкние для определения порогового значения (тОа, при превышении которого возможно формирование в резонаторе пучков с обращенными фронтами:

1 + А 1 + Л

(6)

1 * А 1 + Л

*[1 - cxpi-A/i-^J.) - (l - exp(rO)J -1 + Рг l +Pi

- 4(1 - A exp(,/ - Pj

• + A » f /' i

где а - «г>ехр(2Л-1>4'; рг * гг схрМъ) / {.

¿=К>| /|Д)|| * отношение кюснсивносгсй пучков накачки,

4 1

</ с И«| / /« ж 2И/»| <' " 2)- И» решения уравнения (6)

И

следует, что порог для смете мы двух связанных двойных ОВФ херкал всегда ниже порога для любого из двух отдельно рассматриваемых двойных ОВФ эерклл, что связано с наличием дополнительных исходный решеток в нелинейных средах. Минимальное значение порога 2 совладает с для двойншо ОВФ жркала и

может быть достигнуто соответствующим подбором юпенсмъносге» пучке® нахачхм.

В третьей глапе теоретически исследуется сяем» двойного ОВФ зеркала (рис. Зн|. I(оказано, что промежуточные рассеянные волны критическим обр«-«>м влияют на качество обращения, н отимяльный режим генерации обращенного излучения можно осуществил., выбрав «ктжтсгвуюшим образом угол между направлениями распространении пучков кякачки. Нипйшс говоря, условие '}«г»ового синхронизма в двойном ОВФЗ не тргбуе!. чтобы вегре-пше пучки имели фазосопряхснныс ')1рошы Пучки А} и Л4 должны рнчм'тгш-ы'Л на поверхности конусов, образующие которых проходят через направления распространения пучков накачки. Возможность схемы оперировать обращенное излучение ранее не была объяснена.

Ь работе впервые показано, что генерация "конусов", предсказываемая плосковолновой моделью, имеет место при угле 2 О (рис. За) между пучками накачки, меньшем, чем угол Од ~ (кГр)~*,

тде Гц - (ссике7 / в^N- дебасвосий радиус экранирования. При увеличении угля 2в> 9В возникает ОВФ компонента, а при углах 20ч 20В осуществляется оптимальный режим генерации обращенного излучения. Это связано с тем, что при угле в** 00 между взаимодействующими пучками константа связи между пучками максимальна. В применении к двойному ОВФЗ уго означает, «по в ситуации, когда 20" 20г,, т.е. когда центральные направления волн феннмнга пучков накачки оказываются расположенными приблизительно навстречу друг другу и перпендикулярно боковым граням кристалла, происходит формирование голографических решепж. записываемых каждым кз пучков накачки со своим феннкш'ом. Причем, поскольку феголотг облипает широким угловым спектром и мелкомасштабной слекл-структурой. эти решетки также именч мелкомасштабную пространственную структуру и,

следовательно, высокую угловую селективность, а также селективность по отношению к поперечной структуре считывающих волн.

Кита получена система уравнений связанных волн, включающая генерируемые промежуточные снекл-волны. Для описания их пространств нной структуры испомьзовался метод, описанный во второй главе диссертационной работы. При решении системы в борновском приближении было получено выражение, определяющее порог генерации обрацге пых к пучкам накачки волн:

= {)). (7)

2 2 г* г 2

6 « 1 - атостелыше затравочные значения для феннмнгч на

входе в нелинейную среду, у^ и у - константы связи пучков, пересекающихся ПОД углами Ю и 0 соответственно, они же характеризуют усиление при лвухпопновом взаимооействии соопгоетствующих пучков. При «истинно (чюыних углах 2 в • 2<?л, когда можно считать, что вояки ||«шшш* находятся в промежутке между направлениями распр1>суранс101я пучков накачки, выражения для констант связи и У выглядят следующим »призом1

40/ О» _ 7о"Гаи1¥(20/

V- г ,к»

Г~Гам1+{в/ 0о?'

где - максимально возможная для дашю1» криезаччн кош чинш связи. Из (Ь) следует, что при приближении О к ветчин* ><

оказывается блнзхой к своему максимальному значению, в то время кдк т4 уменьшается. Тогда, как следует ю (7), пороговое значение 74 окалывается меньше порогового значения, получаемого а модели, 'Не учитывающей промежуточные елгекл-вояиы, что разумно связать с ■наличием дополнительной решетки, перерассеивающей излучение ЧмкачкК'в обращенный сигнал.

Далбе анализировалась полная система динамических ур&а№<Ый, прк^и феннхнг считался установившимся на уровне, обусловленном двухпучкоеым взаимодействием с пучками накачки. Параллельно рассматривался случай, когда промежуточные волны сггсутствукл, т.е. генерация происходит моль конусов синхронизма. Решения искались в экспоненциальном виде, что позволило получить уравнения на кнкремеет зкепоменцижльнсго нарастая I* для режима генерации обращенного излучения

(1,4^-2^4 р1 + 2г>р)х1

2ЦТ7)3 Ь; (1 + р)

н режима генерации только "коиусоа*

<10)

^ (р' +1г' р)х1

2(1 ♦ рГ~ р (1 + р)'

Здесь V* (1 *0 = ^/4, г - Го/Г> Р - ^ехр<2х0).

Веян в уравнеимях (9), (10) падоазпь ^ =0. не. V--'!, они превращаются ь уравнения для пороговых условия генерации. 'На -рис. 36 представлены кривые, построенные с мапотлоовнисы уравнений (9), (10) при V ~ I и выражений (8). Онк ооогистствуюа верхней ■ ршшне упвиии'о ишервала разрешенной генерации, определяемой в зависима ж о! уровни Ш1р<ижи £ для Ут1щ1 т Э. Видно, что ненулевой конечный уровень затравки £ "всегда ^понижает порог генерации обращенной компоненты, расширяя тем самым диапазон углов, в котором возможна генерация. В то же «ремя порог генерации "конусов" увеличивается мэ-за истощения накачки вследствие феннинга. Заштрихованные облает на рис. 36 отвечают значениям затравок и углов, при которых генерируется только обращенное излучение. Видно, что агго возможно при достаточно высоком уровне шумов кристалла £ 2: 10' и углах, блмшкх к вд.

а б

Рис. 1. Сиама двойного ОВФ мриам при кинчим пр<>ы*а/п>чных »ин феннинга (»). З&лысыыость пороговых утдоэ пнераиим «6|ч>и|«нно№ ниучнои (содошнш «римя) и "коиусоа" (пуикгориш (римя) от у\х»»н» эдтрамн «хя Уши/ ■ 3 (6).

к!и. уравнений, (9), (Ш)было также определено, что максимум (Ккрсмснт*. /Л т.е. минимальное время установления генерации Лрашеиного излучения, приходится на область больших углов, чем uwi режима генерации "конусов". Таким образом, можно определить качения углов и интенсивности затравочного излучения, при которых »сушестклястся оптимальный -режим генерации обращенного гзлученмя.

В заключении сформулированы основные результаты ж-сертции:

1. Теоретически показано, что развитие генерации в ямонакачипнкчцихся схемах ЧВВ с генерацией промежуточных б ращенных волн в фоторефрактивпых кристаллах происходит в две тядии. На первой стадии происходит перестройка профиля слографичесхих решеток и формирование взаимообр&шенных строчных волн, после чего происходит быстрое нарастание ипенсивности генерационного излучения. Такое поведет» амонакачиваюшихся схем ЧВВ подтверждаемся экслеркмепталывдми (аблюденнямм.

2. Предложен модельный подход, позволякиций учесть сложную росгранствсино-угловую структуру рассеянны? вшш в амонакачиваюшихся схемах ЧВВ, и подучены системы уравнений, вязыяахчние медленные амплитуды взаимодействующих волн, для хемы полулинейного ОВФ зеркала и системы двух связанных вийных ОВФ зеркал.

1. Покачано, что процесс формирования в многомодоеом елипейном резонаторе сопряженных волн имеет пороговый характер.

борцовском приближении найдены пороги этого процесса для <смы полулинейного ОВФЗ и системы 2ДОЗ. Подтверждено, что, »к и » плоскоиаиповой модели, сам оста рт генерации возможен при

определенном уровне интенсивности рассеянного излучения (феннннгт). Проведено сравнение пороговых значений с величинами порогов самостарта генерации, полученными при расчетах в модели плоских волн.

4. Определено, от каких параметров зависит время установления генерации в самонакячивающихся схемах ЧЬВ. В борновском приближении получено выражение для расчета времени установления % схеме полулинейного ОВФ зеркала.

5. Предложен метод, лсаволяюи tx учесть эффект истощения пучков накачки. Показано, vio истощение накачки допжно учитываться при расчете времени установления генерации в большой области значений интенсивности рассеянного излучения.

6. Для схемы двойного ОЬФ зеркала теоретически показано, что качество обращения зависит от угла между направлениями распространения пучков накачки и связано с наличием промежуточных спекл-вслн. Дано теоретическое объяснение того экспериментального факта, что при огпимаяьном выОоре угла возможно получить высокое качество обращения даже в том случае, когда падающие с обеих сторон на нелинейную среду некогерентнме пучки имеют плоские волновые фронты.

7. Найдены пороговые значения углов в зависимости от интенсивности затравочного рассеянного излучения для генерации в даойнсм ОВФ зеркале точно обращенных конфигураций опорных волн к для генерации необращенных велн вдоль kohvcob синхронизма.

zi

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТВМВ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бсльдюпша Н.И., Мамаев А.В., Шкукоа В.В. Динамика самостарт генерации в полулинейном ОВФ-эеркдле о болышос числом поперечных моя // Квант, атсктрон. 1992. Т, 19, Nb 7, С. 691 - 697.

2. Bel'dyugjna N.. Mamaev A.. Shkunov V. Threshold and dynamics of self-starting for phase conjúgate semüinear mirror // Proc. CLEC92. Anaheim, USA. CTuK29.

3. Bel'dyugjna N.. Mamaev A., Shkunov V. Dynamics of the aelf-sUrtins generation of a phase-coq)us*te eemilinear mirra // Appl. Opt 1993. V. 32. N 21. P. 3962 - 3965.

4. Khoo I.C., BcI'dyugina N.. Li H., Mamaev A., Shkuaov V. Dynamics of a «pccWed beam phase conjugation self-starting process // Proc. Nonlinear optics: materials, fundamentals and applications tec. topical meeting. 1992. Hawaii, USA. TuDJO.

5. Khoo I.C.. Bel'dyugjna N.. Li H., Mamaev A.. Shkunov V. Onset dynamics of self-pumped phase conjugation from speckled ncise // Opt Lett. 1993. V. 18, N 7. P. 473 ♦ 475.

6. Бельдюпша Н.И., Шкунов В.В. Динамика самостарт к порог генералки » системе двух связанных двойных ОВФ-зеркая // Квант, электрон. 1994. Т. 21, N¡ 3. С. 234 - 236.

7. Bel'dyugjna N.. Mamaev A., Shkunov V. Eflfcct of Intermediate fanning on the generation threshold and fidelity of photorefractive double-phase-conjugate mirror// Proc. CLEO'94. Anaheim. USA. CTuK22.

8. Bel'dyugjna N.. Mamaev A., Shkunov V. Intermediate fanning and dependences of fidelity and build up dynamics on an angle between pumps for photorefractive double PC-mirror // Proc, BuCLEO'94. Amsterdam. Netherlands. CWF70.