Programmable Shaping of Femtosecond Pulses Using a One-Dimensional Photonic Crystal with Continuous Spatial Modulation of the Refractive Index

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An algorithm for constructing the structure of a one-dimensional photonic crystal, which forms a femtosecond pulse of an arbitrary given shape when reflecting a Gaussian pulse, is developed theoretically. The method is illustrated by the example of a rectangular pulse. Examples for simple pulse shapes are given, the influence of optical absorption is evaluated, and a method for its compensation is proposed.

About the authors

S. E. Svyakhovskiy

Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: sse@shg.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. A. Assion, T. Baumert, M. Bergt, T. Brixner, B. Kiefer, V. Seyfried, M. Strehle, and G. Gerber, Science 282(5390), 919 (1998).
  2. B. Kohler, V.V. Yakovlev, J. Che, J. L. Krause, M. Messina, K.R. Wilson, N. Schwentner, R.M. Whitnell, and Y. Yan, Phys. Rev. Lett. 74(17), 3360 (1995).
  3. O. Misochko, M. Lebedev, H. Sch¨afer, and T. Dekorsy. J. Phys. Condens. Matter 19(40), 406220 (2007).
  4. C. Sarpe, J. K¨ohler, T. Winkler, M. Wollenhaupt, and T. Baumert, New J. Phys. 14(7), 075021 (2012).
  5. V.V. Lozovoy, X. Zhu, T.C. Gunaratne, D.A. Harris, J.C. Shane, and M. Dantus, J. Phys. Chem. A 112(17), 3789 (2008).
  6. Р.М. Архипов, М. В. Архипов, А.В. Пахомов, П.А. Образцов, H.H. Розанов, Письма в ЖЭТФ 117(1), 10 (2023).
  7. A.M. Weiner, J.P. Heritage, and E. Kirschner, JOSA B 5(8), 1563 (1988).
  8. S.T. Cundiff and A.M. Weiner, Nat. Photonics 4(11), 760 (2010).
  9. A.M. Weiner, Opt. Commun. 284(15), 3669 (2011).
  10. A.M. Weiner, Rev. Sci. Instrum. 71(5), 1929 (2000).
  11. O. Martinez, J. Gordon, and R. Fork, JOSA A 1(10), 1003 (1984).
  12. A.M. Weiner, D.E. Leaird, J. S. Patel, and J.R. Wullert, Opt. Lett. 15(6), 326 (1990).
  13. A.M. Weiner, D.E. Leaird, J. Patel, and J.R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28(4), 908 (1992).
  14. M. Dugan, J. Tull, and W.Warren, JOSA B 14(9), 2348 (1997).
  15. E. Zeek, K. Maginnis, S. Backus, U. Russek, M. Murnane, G. Mourou, H. Kapteyn, and G. Vdovin, Opt. Lett. 24(7), 493 (1999).
  16. C. Gu, D. Zhang, Y. Chang, and S.-C. Chen. Opt. Lett. 40(12), 2870 (2015).
  17. A. Weiner, Ultrafast optics, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey (2011).
  18. T. Baumert, T. Brixner, V. Seyfried, M. Strehle, and G. Gerber, Applied Physics B: Lasers & Optics 65(6), 779 (1997).
  19. T. Brixner, A. Oehrlein, M. Strehle, and G. Gerber, Appl. Phys. B 70, S119 (2000).
  20. C.A. Farfan, J. Epstein, and D.B. Turner, Opt. Lett. 43(20), 5166 (2018).
  21. S. Boscolo and C. Finot, Optics & Laser Technology 131, 106439 (2020).
  22. M. Li and J. Yao, IEEE Photonics Technol. Lett. 23(20), 1439 (2011).
  23. А.А. Архипова, С.А. Журавицкий, Н.Н. Скрябин, И.В. Дьяконов, А.А. Калинкин, С.П. Кулик, С.В. Чекалин, Я.В. Карташов, В.Н. Задков, В.О. Компанец, Письма в ЖЭТФ 117(5), 344 (2023).
  24. P. Kelly, Ph.D. thesis, San Diego State University, San Diego (2019).
  25. E. Rahimi and K. ¸Sendur, JOSA B 33(2), A1 (2016).
  26. R. U. Tok and K. ¸Sendur, Phys. Rev. A 84(3), 033847 (2011).
  27. A. Andreev, A. Balakin, I. Ozheredov, A. Shkurinov, P. Masselin, G. Mouret, and D. Boucher, Phys. Rev. E 63(2), 016602 (2001).
  28. A. Yariv and P. Yeh, Optical waves in crystals, Wiley, N.Y. (1984), v. 5.
  29. A. Luce, A. Mahdavi, F. Marquardt, and H. Wankerl, JOSA A 39(6), 1007 (2022).
  30. T. Крылова, Интерференционные покрытия, Машиностроение, Л. (1976).
  31. P. Baumeister, Appl. Opt. 25(16), 2644 (1986).
  32. S.E. Svyakhovskiy, A. I. Maydykovsky, and T.V. Murzina, J. Appl. Phys. 112(1), 013106 (2012).
  33. H. Masuda, M. Ohya, H. Asoh, M. Nakao, M. Nohtomi, and T. Tamamura, Jpn. J. Appl. Phys. 38(12A), L1403 (1999).
  34. A. Santos, J. Mater. Chem. C 5(23), 5581 (2017).
  35. G.A. Ermolaev, S.E. Kushnir, N.A. Sapoletova, and K. S. Napolskii, Nanomaterials 9(4), 651 (2019).
  36. X. Zhou, Y. Hou, and J. Lin, AIP Adv. 5(3), 030701 (2015).
  37. M. Sharipova, T. Baluyan, K. Abrashitova, G. Kulagin, A. Petrov, A. Chizhov, T. Shatalova, D. Chubich, D. Kolymagin, A. Vitukhnovsky, V.O. Bessonov, and A.A. Fedyanin, Opt. Mater. Express 11(2), 371 (2021).
  38. C.R. Ocier, C.A. Richards, D.A. Bacon-Brown et al. (Collaboration), Light Sci. Appl. 9(1), 196 (2020).
  39. J. He, B. Xu, X. Xu, C. Liao, and Y. Wang, Photonic Sens. 11, 203 (2021).
  40. D. Tosi, Sensors 18(7), 2147 (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».