История лазера. Научное издание

Нелинейный отклик материала может преобразовать лазерный свет РІ новые цвета. Рта возможность крайне важна РІ практическом отношении, так как хотя даже существует множество лазеров, любой лазер обычно генерирует только РѕРґРЅСѓ или несколько близко расположенных частот, Рё немногие типы лазеров коммерчески доступны. Поэтому потребность иметь новые длины волн Рё изменять РёС… вызывает усиленный интерес Рє возможностям, которые, РІ этом отношении, открывает нелинейная оптика.

Наблюдения, что интенсивный свет может вызывать изменения, которые сами воздействуют на свет, первоначально возникли как проблема пропускания мощных лазерных пучков через оптические материалы. В зависимости от свойств материала, свет может либо самофокусироваться^[18], либо самодефокусироваться. В первом случае это может привести к разрушению материала, во втором случае это приводит к порче самого пучка. Позднее эти свойства были использованы в устройствах информатики, для создания переключателей света, ответвителей, и для обработки информации. Нелинейный отклик материала может быть очень быстрым, часто порядка пикосекунды.

Рзменение показателя преломления, индуцированное светом, может само служить для получения особых световых импульсов, называемых солитонами. Р’ оптических волокнах солитоны представляют импульсы света, которые остаются сами СЃРѕР±РѕР№ СЃ неизменной длительностью, вопреки явлению дисперсии, которое обычно уширяет длительность импульса. Рмпульс света получается РёР· сложения лучей разного цвета, которые РёР·-Р·Р° дисперсии распространяются СЃ разными скоростями, так что РїСЂРё прохождении некоторого расстояния импульс уширяется. Если импульс достаточно СЏСЂРєРёР№, то наведенная нелинейность РІ точности компенсирует этот эффект, Рё импульс может распространяться РІ волокне РЅР° тысячи километров без изменения своего временного профиля (формы импульса).

Существует солитон другого вида, т.н. пространственный солитон, в котором нелинейность в точности компенсирует эффект дисперсии, который вызывает поперечное увеличение диаметра пучка светового импульса при его распространении. Такой пространственный солитон может проходить большие расстояния без изменения своих пространственных размеров.

Свойства солитонов и их взаимодействие делает такие импульсы пригодными, в частности, для создания таких устройств, как световые переключатели, ответвители; их, тем самым, можно использовать для передачи в оптических волокнах. В будущем солитоны могут составить основные элементы оптических компьютеров.

Квантовая криптография