Резонансные дифракционные решётки для дифференцирования оптических импульсов в отражении
Головастиков Н.В., Быков Д.А., Досколович Л.Л., Сойфер В.А.

Аннотация:
Рассмотрено дифференцирование оптических импульсов при отражении с помощью резонансных дифракционных решёток. Показано, что для дифференцирования при отражении следует использовать субволновые диэлектрические решётки с плоскостью симметрии, параллельной плоскости решётки. Предложен критерий оптимизации для расчёта параметров дифференцирующей решётки. Приведены результаты расчёта решёток для дифференцирования пикосекундных импульсов при отражении, обеспечивающих различные соотношения между точностью дифференцирования и энергией отражённого импульса.

Ключевые слова :
резонансные решётки, оптическое дифференцирование, дифференцирование при отражении.

Литература:

  1. Kulishov, M. Design of high-order all-optical temporal differentiators based on multiple-phase-shifted fiber Bragg gratings / M. Kulishov, J. Azaña // Opt. Exp. - 2007. - Vol. 15. - P. 6152-6166.
  2. Slavík, R. Ultrafast all-optical differentiators / R. Slavík, Y. Park, M. Kulishov, R. Morandotti, J. Azaña // Opt. Exp. - 2006. - Vol. 14. - P. 10699-10707.
  3. Kulishov, M. Long-period fiber gratings as ultrafast optical differentiators / M. Kulishov, J. Azaña // Opt. Lett. - 2005. - Vol. 30. - P. 2700-2702.
  4. Slavík, R. Terahertz-bandwidth high-order temporal differentiators based on phase-shifted long-period fiber gratings / R. Slavík, Y. Park, M. Kulishov, J. Azaña // Opt. Lett. - 2009. - Vol. 34. - P. 3116-3118.
  5. Rivas, L.M. Experimental demonstration of ultrafast all-fiber high-order photonic temporal differentiators / L. M. Rivas, S. Boudreau, Y. Park, R. Slavík, S. LaRochelle, A. Carballar, J. Azaña // Opt. Lett. - 2009. - Vol. 34. - P. 1792-1794.
  6. Berger, N.K. Temporal differentiation of optical signals using a phase-shifted fiber Bragg grating / N. K. Berger, B. Levit, B. Fischer, M. Kulishov, D. V. Plant, J. Azaña // Opt. Exp. - 2007. - Vol. 15. - P. 371-381.
  7. Kulishov, M. Design of high-order all-optical temporal differentiators based on multiple-phase-shifted fiber Bragg gratings / M. Kulishov, J. Azaña // Opt. Exp. - 2007. - Vol. 15. - P. 6152-6166.
  8. Li, M. Arbitrary-order all-fiber temporal differentiator based on a fiber Bragg grating: design and experimental demonstration / M. Li, D. Janner, J. Yao, V. Pruneri // Opt. Exp. - 2009. - Vol. 17. - P. 19798-19807.
  9. Preciado, M.A. Design of an ultrafast all-optical differentiator based on a fiber Bragg grating in transmission / M. A. Preciado, M. A. Muriel // Opt. Lett. - 2008. - Vol 33. - P. 2458-2460.
  10. Bykov, D. Temporal differentiation of optical signals using resonant gratings / D. Bykov, L. Doskolovich, V. Soifer. // Opt. Lett. - 2011. - Vol. 36. - P. 3509-3511.
  11. Быков, Д.А. О способности резонансных дифракционных решёток дифференцировать импульсный оптический сигнал / Д.А. Быков, Л.Л. Досколович, В.А. Сойфер //ЖЭТФ. - 2012. - Т.141, № 5.- С. 832-839.
  12. Tikhodeev, S.G. Quasiguided modes and optical properties of photonic crystal slabs / S. G. Tikhodeev, A. L. Yablonskii, E. A. Muljarov, N. A. Gippius, T. Ishihara // Phys. Rev. B - 2002. - Vol. 66. - P. 045102-045118.
  13. Gippius, N.A. Optical properties of photonic crystal slabs with an asymmetrical unit cell / N. A. Gippius, S. G. Tikhodeev, T. Ishihara // Phys. Rev. B - 2005. - Vol. 72. - P. 045138-045144.
  14. Быков, Д.А. Экстраординарный магнитооптический эффект изменения фазы дифракционных порядков в диэлектрических дифракционных решётках / Д. А. Быков, Л. Л. Досколович, В. А. Сойфер [и др.] // ЖЭТФ - 2010. - Т. 138, № 6(12). - С. 1093-1102.
  15. Sarrazin, M. Role of Wood anomalies in optical properties of thin metallic films with a bidimensional array of subwavelength holes / M. Sarrazin, J.-P. Vigneron, J.-M. Vigoureux // Phys. Rev. B - 2003. - Vol. 67. - P. 085415-085422.
  16. Gippius, N.A. Resonant mode coupling of optical resonances in stacked nanostructures / N.A. Gippius, T. Weiss, S. G. Tikhodeev, H. Giessen // Opt. Exp. - 2010. - Vol. 18. - P. 7569-7574.
  17. Popov, E. Theoretical study of the anomalies of coated dielectric gratings / E. Popov, L. Mashev // Optica Acta - 1986. - Vol. 33. - P. 607-619.
  18. Park, Y. Picosecond and sub-picosecond flat-top pulse generation using uniform long-period fiber gratings / Y. Park, M. Kulishov, R. Slavík, J. Azaña. // Opt. Exp. - 2006. - Vol. 14(26). - P. 12670-12678.
  19. Bonnans, J.-F. Numerical optimization, theoretical and numerical aspects / J.-F. Bonnans, J.-C. Gilbert, C. Lemare?chal [et al.] // Springer, N.Y., 2003. - 437 p.
  20. Moharam, M.G. Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings / M. G. Moharam, E. B. Grann, D. A. Pommet [et al.] // J. Opt. Soc. Am. A - 1995. - Vol. 12, No. 5. - P.  1068-1076.
  21. Moharam, M.G. Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach/ M. G. Moharam, D. A. Pommet, E. B. Grann [et al.] // J. Opt. Soc. Am. A - 1995. - Vol. 12, No. 5. - P. 1077-1086.
  22. Li, L. Use of Fourier series in the analysis of discontinuous periodic structures/ L. Li // J. Opt. Soc. Am. A - 1996. - Vol. 13, No. 9. - P. 1870-1876.
  23. Nakagawa, W. Ultrashort pulse propagation in near-field periodic diffractive structures by use of rigorous coupled-wave analysis / W. Nakagawa, R.-C. Tyan, P.-C. Sun et al. // J. Opt. Soc. Am. A - 2001. Vol.18. - P. 1072-1081.
  24. Смирнов, Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений / Н.В. Смирнов, И.В. Дунин-Барковский - М.: Наука, 1965. - 512 с.
© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 332-56-22, факс: +7 (846) 332-56-20