Comparison between Finite-Difference Time-Domain Method and Experimental Results for Femtosecond Laser Pulse Propagation

Numerical Method for Coupled Nonlinear Schrödinger Equations in Few Mode Fiber

“…The ultra-short pulse evolution in fiber with third-order dispersion and Raman scattering is described by complete coupled nonlinear Schrödinger equations system. The values from [8][9][10][11][12][13][14][15], which were used in their experiment, were taken as: (wavelength 798 nm). The single chirped Gauss pulse is in the input fiber end (chirp С  -0.4579), pulse duration is 12 fs, with maximum power P  1.7510 5 W. The pulse form is described as:…”

“…The pulse form evolution in fiber. Numerical calculation results of coupled nonlinear Schrödinger equations system are marked by the red line and the experimental results obtained by [8][9][10][11][12][13][14][15] are marked by the blue line.…”

Simulation of an Ultrashort Optical Pulse Propagation in a Polarization-Maintaining Optical Fiber

“…Совершенствование фемтосекундных лазеров и их все более широкое применение делают актуальными решение задачи доставки до заданной точки ультракороткого оптического импульса с заданными параметрами [1][2][3][4] и, как следствие, исследования распространения ультракоротких импульсов большой мощности по оптическим волокнам, в том числе и по оптическим волокнам с сохранением поляризации. В [5][6][7][8][9][10] достаточно подробно описан эксперимент по передаче оптического импульса длительностью 12 фс по одномодовому оптическому волокну с сохранением поляризации на расстояние 2,5 мм. В этих же работах представлены результаты расчетов импульсного отклика на выходе оптического волокна, полученные, кроме прочих, и методом конечных разностей во временной области (FDTD) без учета и с учетом хроматической дисперсии третьего порядка и рассеяния Рамана.…”

“…При этом при расчетах полагали, что в оптическом волокне распространяется только одна мода. Из сравнения теоретических и экспериментальных данных в [5][6][7][8][9][10] следует, что если оценки длительности импульсного отклика согласуются достаточно хорошо, то о его форме этого сказать нельзя. При этом учет хроматической дисперсии третьего порядка и рассеяния Рамана несколько улучшает сходимость теоретических оценок длительности импульсного отклика с экспериментальными, но форма импульсных откликов, полученных экспериментально и в результате вычислений, также существенно различается.…”

“…При этом пренебрегали хроматической дисперсией третьего порядка и рассеянием Рамана, хотя, как известно [12], при длительности оптических импульсов менее 10 пс эти факторы должны учитываться. Однако, несмотря на это, теоретические и экспериментальные оценки длительности импульсного отклика совпали с погрешностью не хуже, чем полученные в работах [5][6][7][8][9][10], а форма рассчитанного импульсного отклика оказалась существенно ближе к данным эксперимента. Сопоставление результатов вычислений, полученных в [5][6][7][8][9][10] и [11], с данными эксперимента приводит в общем к ожидаемому заключению.…”