(43-6) 08 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Конвертирование вихревых пучков оптического диапазона в радиодиапазон на основе нелинейной генерации разностной частоты

В.Х. Багманов1, А.Х. Султанов1, А.Р. Гизатулин1, И.К. Мешков1, И.А. Кук1, Е.П. Грахова1, Г.И. Абдрахмановаsup>1, И.Л. Виноградова1

1 Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия

 PDF, 1000 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-983-991

Страницы: 983-991.

Аннотация:
В рамках модифицированной модели медленно меняющихся амплитуд рассмотрен процесс конвертирования вихревых пучков оптического диапазона в вихревые пучки терагерцового радиодиапазона на основе нелинейной генерации разностной частоты в среде с восприимчивостью второго порядка. Дано теоретическое обоснование закона конвертирования топологических зарядов вихревых пучков – топологический заряд выходного радиовихревого пучка равен разности топологических зарядов входных оптических вихревых пучков. Реализована компьютерная имитационная модель рассматриваемых процессов.

Ключевые слова:
генерация разностной частоты, нелинейная среда, конвертирование вихревых пучков.

Цитирование:
Багманов, В.Х. Конвертирование вихревых пучков оптического диапазона в радиодиапазон на основе нелинейной генерации разностной частоты / В.Х. Багманов, А.Х. Султанов, А.Р. Гизатулин, И.К. Мешков, И.А. Кук, Е.П. Грахова, Г.И. Абдрахманова, И.Л. Виноградова // Компьютерная оптика. – 2019. – Т. 43, № 6. – С. 983-991. – DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-983-991.

Благодарности:
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-19-00123).

Литература:
  1. Ng'oma, A. Radio-over-fiber techniques for millimeter wave wireless applications / A. Ng'oma // 2015 International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). – 2015. – P. 1-4.
  2. Ruan, Z. Enhancement of optics-to-THz conversion efficiency by metallic slot waveguides / Z. Ruan, G. Veronis, K. Vodopyanov, M. Fejer, S. Fan // Optics Express. – 2009. – Vol. 17. – P. 13502-13515.
  3. Петров, Е.В. Генерация сигналов разностной частоты терагерцового диапазона в системе двупериодических одномерных фотонных кристаллов / Е.В. Петров, Б.И. Манцызов, В.А. Бушуев // Квантовая электроника. – 2007. – Т. 37, № 4. – С. 358-362.
  4. Murata, Н. Detection of an optical signal using difference frequency generation in a periodically poled LiTaO3 microwave waveguide / H. Murata, Y. Okamura // Advances in OptoElectronics. – 2008. – 587091.
  5. Qasymeh, M. Terahertz generation in nonlinear plasmonic waveguides / M. Qasymeh // IEEE Journal of Quantum Electronics. – 2016. – Vol. 52, Issue 4. – P. 1-7.
  6. De Regis, M. Waveguided approach for difference frequency generation of broadly-tunable continuous-wave terahertz radiation / M. De Regis, L. Consolino, S. Bartalini, P. De Natale // Applied Sciences. – 2018. – Vol. 8, Issue 12. – 2374.
  7. Courtial, J. Second-harmonic generation and the conservation of orbital angular momentum with high-order Laguerre-Gaussian modes / J. Courtial, K. Dholakia, L. Allen, M. Padgett // Physical Review A. – 1997. – Vol. 56, Issue 5. – 4193.
  8. Shao, G.-h. Nonlinear frequency conversion of fields with orbital angular momentum using quasi-phase-matching / G.-H. Shao, Z.-J. Wu, J.-H. Chen, F. Xu, Y.-Q. Lu // Physical Review A. – 2013. – Vol. 88. – 063827.
  9. Ni, R. Topological charge transfer in frequency doubling of fractional orbital angular momentum state / R. Ni, Y.F. Niu, L. Du, X.P. Hu, Y. Zhang, S.N. Zhu // Applied Physics Letters. – 2016. – Vol. 109. – 151103.
  10. Zhou, Z.-Y. Orbital angular momentum light frequency conversion and interference with quasi-phase matching crystals / Z.-Y. Zhou, D.-Sh. Ding, Y.-K. Jiang, Y. Li, Sh. Shi, X.-Sh. Wang, B.-S. Shi, G.-C. Guo // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Issue 17. – P. 20298-20310. – DOI: 10.1364/OE.22.020298.
  11. Li, Y. Sum frequency generation with two orbital angular momentum carrying laser beams / Y. Li, Z.-Y. Zhou, D.-Sh. Ding, B.-S. Shi // Journal of the Optical Society of America B. – 2015. – Vol. 32, Issue 3. – P. 407-411.
  12. Fang, X. Nonlinear optical conversion of the orbital angular momentum of light in a PPLT crystal / X. Fang, D. Wei, G. Yang, D. Wei, R. Ni, Y. Zhang, X.P. Hu, S.N. Zhu, M. Xiao // Asia Communications and Photonics Conference. – 2016 – AS1J.4.
  13. Fang, X. Optical parametric amplification of a Laguerre–Gaussian mode / X. Fang, H. Yang, Y. Zhang, M. Xiao // OSA Continuum. – 2019. – Vol. 2, Issue 2. – P. 236-243.
  14. Yariv, A. Optical waves in crystals / A. Yariv, P. Yeh. – New York: Wiley, 1984. – 589 p.
  15. Boyd, R.W. Nonlinear optics / R.W. Boyd. – Academic Press as an imprint of Elsevier, 2008. – 640 p.
  16. Дифракционная нанофотоника / А.В. Гаврилов, Д.Л. Головашкин, Л.Л. Досколович, П.Н. Дьяченко, А.А. Ковалёв, В.В. Котляр, А.Г. Налимов, Д.В. Нестеренко, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, С.Н. Хонина, Я.О. Шуюпова; под ред. В.А. Сойфера. – М.: Физматлит, 2011. – 680 с. – ISBN: 978-5-9221-1237-6.
  17. Вихревые лазерные пучки / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв. – Самара: Новая техника, 2012. – 248 с. – ISBN: 978-5-88940-125-4.
  18. Котляр, В.В. Вращающиеся элегантные пучки Бесселя-Гаусса / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 2. – С. 162-170.
  19. Виноградова, И.Л. Защищённый сегмент RoF субтерагерцового диапазона с независимой оптической модуляцией частотных свойств радиоканала и параметра управления фазированной антенной решёткой // И.Л. Виноградова, И.К. Мешков, Е.П. Грахова, А.Х. Султанов, В.Х. Багманов, А.В. Воронкова, А.Р. Гизатулин // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 5. – С. 786-799. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-5-786-799.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20