amplituden- und phasenmodulation ultrakurzer...
TRANSCRIPT
Amplituden- und Phasenmodulation ultrakurzer
Laserpulse
Dominik Kandula08.01.04
Inhalt
• Beschreibung der Laserpulse• Pulsformende Verfahren/Geräte
– Liquid Crystal Modulator (LCM)– Akusto-optischer Modulator (AOM)– Optische Geräte
• Optimierung– Genetischer Algorithmus– Simulated annealing
• Anwendungsbeispiele
Charakteristische Eigenschaften
• Polarisation
• Intensität
• Phase
Beschreibung der LaserpulseZeitraum Frequenzraum
∫∞
∞−
= ωωπ
ω deEtE ti)(~21
)( ∫∞
∞−
−= dtetEE tiωω )()(~
∫∞
+ =0
)(~21
)(~ ωωπ
ω deEtE ti ∫∞
∞−
−++ = dtetEE tiωω )(~)(~
)()(21
)(~ tiettE Γ+ = ε )()(
~)(
~ ωωω Φ+ = ieEE
1<<∆
lωω
Beschreibung der Laserpulse
)()( tdtd
t l ϕωω +=
tititi ll eteettE ωωϕ εε )(~21
)(21
)(~ )( ==+
Theorie der Pulsmodulation
)()(~
)(~
ωωω HEE inout =
H( )ω)(
~ωoutE→→)(
~ωinE
)()(~
)(~
thtEtE inout =
Modulator
Theorie der Pulsmodulation
44,044,0
≅≅
TdfBdt
dtT
dfB
==η
Unschärferelation:
Komplexität:
Inhalt
• Beschreibung der Laserpulse• Pulsformende Verfahren/Geräte
– Liquid Crystal Modulator (LCM)– Akusto-optischer Modulator (AOM)– Optische Geräte
• Optimierung– Genetischer Algorithmus– Simulated annealing
• Anwendungsbeispiele
Zero Dispersion Stretcher
LCM Phasenmodulation
Phasenverschiebung:λ
πφ
LVn )(2 ∆=∆
LCM Amplitudenmodulation
Transmission:
∆
=2
)(cos)( 2 V
VTφ
LCM Phasen- und Amplitudenmodulation
• Phasenverschiebung:
• Drehung der Polarisation:
• Auslaufende Welle:
2/)( )2()1( φφφ ∆+∆=∆
2/)( )2()1( φφ ∆−∆
2)(
cos)2()1(
2/)( )2()1( φφφφ ∆−∆= ∆+∆i
inout eEE
Liquid Crystal Modulator
Akustooptischer Modulator
Bragg-Bedingung: Ω≈sv2
λθ
Optische Geräte• Deformierbare Spiegel• Bewegliche Spiegel
Inhalt
• Beschreibung der Laserpulse• Pulsformende Verfahren/Geräte
– Liquid Crystal Modulator (LCM)– Akusto-optischer Modulator (AOM)– Optische Geräte
• Optimierung– Genetischer Algorithmus– Simulated annealing
• Anwendungsbeispiele
Optimierungsverfahren
Motivation
Genetischer Algorithmus
Simulated AnnealingStartparameter: Modulationsvektor v,
Kostenfunktion H, Kontrollparameter C
„Abkühlung“ C,v
Mutation v,v*
v=v*
[ ]1,0∈=
∆−
AeP C
H
PA < PA ≥
v
Inhalt
• Beschreibung der Laserpulse• Pulsformende Verfahren/Geräte
– Liquid Crystal Modulator (LCM)– Akusto-optischer Modulator (AOM)– Optische Geräte
• Optimierung– Genetischer Algorithmus– Simulated annealing
• Anwendungsbeispiele
Quanten Kontrolle
•Maximierung des Verhältnisses: ;volle Balken•Minimierung des Verhältnisses : ;leere Balken
++ FeClCpFeCOCl /++ FeClCpFeCOCl /
High Harmonic Generation (HHG)
HHG
Phonon-Polariton Anregung
Literatur
• Saleh, Teich: „Fundamentals of Photonics“• A.M. Weiner, Rev. Sci. Instrum. 71, 1929 (2000)• A. Bartelt, Doktorarbeit, http://darwin.inf.fu-
berlin.de/2002/91/• M. Boyle, Diplomarbeit, FU Berlin 2000• R. Stoian, Seminar, MBI Seminar 2002• A. Assion, T.Baumert,M. Bergt,T. Brixner, B. Kiefer, V.
Seyfried, M. Strehle, G. Gerber, Science 282, 919 (1998)• R. Bartels et al. Nature 406, 164 (2000)• R. Bartels et al. Chemical Physics 267, 277 (2001)• A. Nelson et al. Science 299, 374 (2003)