Выпуски

 / 

2006

 / 

Июнь

  



Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами


Международный лазерный центр, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва, Российская Федерация

Спустя более чем три столетия после экспериментов Ньютона по разложению белого света на спектральные составляющие и синтеза белого света из различных цветов нелинейно-оптическое преобразование сверхкоротких импульсов лазерного излучения позволило получить искусственный белый свет с уникальными свойствами спектра, регулируемой временной длительностью и высокой спектральной яркостью. Белый свет с такими свойствами ввиду протяженности и непрерывности его сректра часто называют излучением суперконтинуума. Лазерная генерация белого света представляет собой интересное физическое явление и, кроме того, приобретает все более важное практическое значение — используется для решения задач оптической связи, управления предельно короткими световыми импульсами, помогает достичь рекордно высоких точностей оптических метрологических измерений, применяется для оптического зондирования атмосферы Земли и открывает пути создания новых компактных мультиплексных источников излучения для нелинейной спектроскопии, микроскопии и лазерной биомедицины. В обзоре рассматриваются физические механизмы и приложения лазерной генерации белого света, а также методы получения широкополосного излучения с регулируемыми спектральными, временными и фазовыми характеристиками.

Текст: pdf (968 Кб)
DOI: 10.3367/UFNr.0176.200606d.0623
URL: http://ufn.ru/ru/articles/2006/6/d/
Цитата: Желтиков А М "Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами" УФН 176 623–649 (2006)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Zheltikov A M “Let there be white light: supercontinuum generation by ultrashort laser pulsesPhys. Usp. 49 605–628 (2006); DOI: 10.1070/PU2006v049n06ABEH005975

Список литературы (221) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (73) Похожие статьи (20)

  1. Oeuvres de Descartes (Paris: Charles Adam et Paul Tannery, 1902); Декарт Р Избранные произведения (М.: Госполитиздат, 1950)
  2. Grimaldi F M Physico-mathesis de lumine, coloribus et iride (Bologna: A. Forni, 1665)
  3. Newton I Optics London: Smith & Walford, 1704); Ньютон И Оптика 2-е изд. (М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1954)
  4. Raman C V, Krishnan K S Nature 121 501 (1928)
  5. Landsberg G, Mandelstam L Naturwissenschaften 16 557 (1928)
  6. Плачек Г Рэлеевское рассеяние и раман-эффект (Харьков: ОНТИУ, 1934)
  7. Фабелинский И Л Молекулярное рассеяние света (М.: Наука, 1965)
  8. Фабелинский И Л УФН 168 1341 (1998); Fabelinskii I L Phys. Usp. 41 1229 (1998)
  9. The Nobel Prize in Physics 2005, http://nobelprize.org/physics/laureates/2005/index.html
  10. Alfano R R, Shapiro S L Phys. Rev. Lett. 24 584 (1970)
  11. Alfano R R, Shapiro S L Phys. Rev. Lett. 24 592 (1970)
  12. Yu W et al. Opt. Commun. 14 344 (1975)
  13. Werncke W et al. Opt. Commun. 4 413 (1972)
  14. Penzkofer A, Laubereau A, Kaiser W Phys. Rev. Lett. 31 863 (1973)
  15. Smith W L, Liu P, Bloembergen N Phys. Rev. A 15 2396 (1977)
  16. Fork R L et al. Opt. Lett. 8 1 (1983)
  17. Corkum P B, Rolland C, Srinivasan-Rao T Phys. Rev. Lett. 57 2268 (1986)
  18. Glownia J H, Misewich J, Sorokin P P J. Opt. Soc. Am. B 3 1573 (1986)
  19. Lin C, Stolen R H Appl. Phys. Lett. 28 216 (1976)
  20. Baldeck P L, Alfano R R J. Lightwave Technol. 5 1712 (1987)
  21. Yang G, Shen Y R Opt. Lett. 9 510 (1984)
  22. Becker P C et al. Appl. Phys. Lett. 54 411 (1989)
  23. Schoenlein R W et al. Appl. Phys. Lett. 58 801 (1991)
  24. Nisoli M, De Silvestri S, Svelto O Appl. Phys. Lett. 68 2793 (1996)
  25. Morioka T, Mori K, Saruwatari M Electron. Lett. 29 862 (1993)
  26. Alfano R R (Ed.) The Supercontinuum Laser Source (New York: Springer-Verlag, 1989)
  27. Zheltikov A M (Ed.) "Supercontinuum generation: Special issue" Appl. Phys. B 77 (2 - 3) (2003)
  28. Shen Y R The Principles of Nonlinear Optics (New York: J. Wiley, 1984); Шен И Р Принципы нелинейной оптики (М.: Наука, 1989)
  29. Ахманов С А, Выслоух В А, Чиркин А С Оптика фемтосекундных лазерных импульсов (М.: Наука, 1988)
  30. Brabec T, Krausz F Rev. Mod. Phys. 72 545 (2000)
  31. Ахманов С А, Сухоруков А П, Хохлов Р В УФН 93 19 (1967); Akhmanov S A, Sukhorukov A P, Khokhlov R V Sov. Phys. Usp. 10 609 (1968)
  32. Agrawal G P Nonlinear Fiber Optics 3rd ed. (San Diego, CA: Academic Press, 2001)
  33. Gustafson T K et al. Phys. Rev. 177 306 (1969)
  34. Corkum P B, Rolland C IEEE J. Quantum Electron. 25 2634 (1989)
  35. Bloembergen N Opt. Commun. 8 285 (1973)
  36. Ilkov F A, Ilkova L Sh, Chin S L Opt. Lett. 18 681 (1993)
  37. Braun A et al. Opt. Lett. 20 73 (1995)
  38. Nibbering E T J et al. Opt. Lett. 21 62 (1996)
  39. Brodeur A et al. Opt. Lett. 22 304 (1997)
  40. Nishioka H et al. Opt. Lett. 20 2505 (1995)
  41. La Fontaine B et al. Phys. Plasmas 6 1615 (1999)
  42. Tzortzakis S et al. Opt. Lett. 25 1270 (2000)
  43. Mlejnek M, Wright E M, Moloney J V Opt. Lett. 23 382 (1998)
  44. Chiron A et al. Eur. Phys. J. D 6 383 (1999)
  45. Kandidov V P et al. Appl. Phys. B 77 149 (2003)
  46. Rairoux P et al. Appl. Phys. B 71 573 (2000)
  47. Kasparian J et al. Opt. Lett. 25 1397 (2000)
  48. Méjean G et al. Appl. Phys. B 77 357 (2003)
  49. Gaeta A L Phys. Rev. Lett. 84 3582 (2000)
  50. Aközbek N et al. Opt. Commun. 191 353 (2001)
  51. Nibbering E T J et al. J. Opt. Soc. Am. B 14 650 (1997)
  52. Blow K J, Wood D IEEE J. Quantum Electron. 25 2665 (1989)
  53. Brodeur A, Chin S L Phys. Rev. Lett. 80 4406 (1998)
  54. Brodeur A, Chin S L J. Opt. Soc. Am. B 16 637 (1999)
  55. Liu W et al. Opt. Commun. 202 189 (2002)
  56. Smith W L, Liu P, Bloembergen N Phys. Rev. A 15 2396 (1977)
  57. Kolesik M et al. Phys. Rev. Lett. 91 043905 (2003)
  58. Tamura K R, Kubota H, Nakazawa M IEEE J. Quantum Electron. 36 773 (2000)
  59. Sotobayashi H, Kitayama K Electron. Lett. 34 1336 (1998)
  60. Russell P Science 299 358 (2003)
  61. Knight J C Nature 424 847 (2003)
  62. Желтиков А М Оптика микроструктурированных волокон (М.: Наука, 2004)
  63. Knight J C et al. Opt. Lett. 21 1547 (1996)
  64. Bjarklev A, Broeng J, Bjarklev A S Photonic Crystal Fibers (Boston: Kluwer Acad. Publ., 2003)
  65. Knight J C et al. Science 282 1476 (1998)
  66. Cregan R F et al. Science 285 1537 (1999)
  67. Коноров С О и др. Письма в ЖЭТФ 76 401 (2002)
  68. Smith C M et al. Nature 424 657 (2003)
  69. Marcatili E A J, Schmeltzer R A Bell Syst. Tech. J. 43 1783 (1964)
  70. Adams M J An Introduction to Optical Waveguides (New York: Wiley, 1981)
  71. Bowden C M, Zheltikov A M (Eds) "Nonlinear optics of photonic crystals: Feature issue" J. Opt. Soc. Am. B 19 (9) (2002)
  72. Желтиков А М УФН 174 73 (2004); Zheltikov A M Phys. Usp. 47 69 (2004)
  73. Ferrando A et al. Opt. Lett. 25 790 (2000)
  74. Reeves W H et al. Nature 424 511 (2003)
  75. Fedotov A B et al. Appl. Phys. B 73 181 (2001)
  76. Ranka J K, Windeler R S, Stentz A J Opt. Lett. 25 25 (2000)
  77. Wadsworth W J et al. J. Opt. Soc. Am. B 19 2148 (2002)
  78. Jones D J et al. Science 288 635 (2000)
  79. Holzwarth R et al. Phys. Rev. Lett. 85 2264 (2000)
  80. Diddams S A et al. Phys. Rev. Lett. 84 5102 (2000)
  81. Udem Th, Holzwarth R, Hänsch T W Nature 416 233 (2002)
  82. Hartl I et al. Opt. Lett. 26 608 (2001)
  83. Konorov S O et al. Phys. Rev. E 70 057601 (2004)
  84. Konorov S O et al. Chem. Phys. Lett. 405 310 (2005)
  85. Paulsen H N et al. Opt. Lett. 28 1123 (2003)
  86. Konorov S, Zheltikov A Opt. Express 11 2440 (2003)
  87. Sharping J et al. Opt. Express 12 3086 (2004)
  88. Rarity J et al. Opt. Express 13 534 (2005)
  89. Baltuska A, Fuji T, Kobayashi T Opt. Lett. 27 1241 (2002)
  90. Coen S et al. J. Opt. Soc. Am. B 19 753 (2002)
  91. Dudley J M et al. J. Opt. Soc. Am. B 19 765 (2002)
  92. Nikolov N I et al. J. Opt. Soc. Am. B 20 2329 (2003)
  93. Akimov D A et al. Opt. Lett. 28 1948 (2003)
  94. Ortigosa-Blanch A et al. Opt. Lett. 25 1325 (2000)
  95. Steel M J, Osgood R M (Jr) Opt. Lett. 26 229 (2001)
  96. Hansen T Pv IEEE Photon. Technol. Lett. 13 588 (2001)
  97. Apolonski A et al. J. Opt. Soc. Am. B 19 2165 (2002)
  98. Lehtonen M et al. Appl. Phys. Lett. 82 2197 (2003)
  99. Hu M et al. Opt. Express 12 1932 (2004)
  100. Szpuliak A et al. J. Opt. Soc. Am. B, in press
  101. Hu M et al. Opt. Express 13 5947 (2005)
  102. Furusawa K et al. Opt. Express 9 714 (2001)
  103. Wadsworth W et al. Opt. Express 11 48 (2003)
  104. Pickrell G, Peng W, Wang A Opt. Lett. 29 1476 (2004)
  105. Jensen J B et al. Opt. Lett. 29 1974 (2004)
  106. Konorov S, Zheltikov A, Scalora M Opt. Express 13 3454 (2005)
  107. Benabid F et al. Science 298 399 (2002)
  108. Желтиков А М УФН 174 1301 (2004); Zheltikov A M Phys. Usp. 47 1205 (2004)
  109. Benabid F et al. Nature 434 488 (2005)
  110. Konorov S O, Fedotov A B, Zheltikov A M Opt. Lett. 28 1448 (2003)
  111. Konorov S O et al. Phys. Rev. E 70 066625 (2004)
  112. Fedotov A B et al. Phys. Rev. A 70 045802 (2004)
  113. Konorov S O et al. Phys. Rev. E 71 057603 (2005)
  114. Konorov S O et al. Appl. Phys. Lett. 85 3690 (2004)
  115. Ouzounov D et al. Opt. Express 13 6153 (2005)
  116. Zheltikova D A et al. Phys. Rev. E 71 026609 (2005)
  117. Konorov S O et al. Phys. Rev. A 70 023807 (2004)
  118. Konorov S O et al. Appl. Phys. B 78 547 (2004)
  119. Konorov S O et al. J. Phys. D 36 1375 (2003)
  120. Shephard J et al. Opt. Express 12 717 (2004)
  121. Konorov S O et al. Appl. Opt. 43 2251 (2004)
  122. Ouzounov D G et al. Science 301 1702 (2003)
  123. Luan F et al. Opt. Express 12 835 (2004)
  124. Konorov S O et al. Opt. Lett. 29 1521 (2004)
  125. Zheltikov A M Nature Mater. 4 267 (2005)
  126. Zheltikova D A, Zheltikov A M Appl. Phys B, in press
  127. Zheltikov A M (Ed.) "Photonic crystals: Special issue" Appl. Phys. B 81 (2 - 3) (2005)
  128. Skryabin D V et al. Science 301 1705 (2003)
  129. Zheltikov A M Phys. Rev. A 72 043812 (2005); Zheltikov A M J. Opt. Soc. Am. B 22 2263 (2005)
  130. Konorov S O et al. Appl. Phys. B 81 219 (2005)
  131. Harvey J D et al. Opt. Lett. 28 2225 (2003)
  132. Hu M et al. Appl. Phys. B 79 805 (2004)
  133. Дианов Е М и др. Письма в ЖЭТФ 41 242 (1985)
  134. Mitschke F M, Mollenauer L F Opt. Lett. 11 659 (1986)
  135. Wai P K A, Chen H H, Lee Y C Phys. Rev. A 41 426 (1990)
  136. Akhmediev N, Karlsson M Phys. Rev. A 51 2602 (1995)
  137. Ranka J K, Windeler R S, Stentz A J Opt. Lett. 25 796 (2000)
  138. Omenetto F G et al. Opt. Lett. 26 1158 (2001)
  139. Omenetto F et al. Opt. Express 11 61 (2003)
  140. Efimov A et al. Opt. Express 11 910 (2003)
  141. Efimov A et al. Opt. Express 11 2567 (2003)
  142. Naumov A N et al. J. Opt. Soc. Am. B 19 2183 (2002)
  143. Akimov D A et al. Appl. Phys. B 76 515 (2003)
  144. Whitham G B Proc. R. Soc. London A 283 238 (1965)
  145. Беспалов В И, Таланов В И Письма в ЖЭТФ 3 471 (1966)
  146. Taniuti T, Washimi H Phys. Rev. Lett. 21 209 (1968)
  147. Salasnich L, Parola A, Reatto L Phys. Rev. Lett. 91 080405 (2003)
  148. Malendevich R et al. Opt. Lett. 26 1879 (2001)
  149. Tai K, Hasegawa A, Tomita A Phys. Rev. Lett. 56 135 (1986)
  150. Sharping J E et al. Opt. Lett. 27 1675 (2002)
  151. Fedotov A B et al. Opt. Commun. 255 218 (2005)
  152. Serebryannikov E E et al. Phys. Rev. E 72 027601 (2005)
  153. Agrawal G P Phys. Rev. Lett. 59 880 (1987)
  154. Monro T M et al. J. Lightwave Technol. 18 50 (2000)
  155. Иванов А А, Алфимов М В, Желтиков А М УФН 174 743 (2004); Ivanov A A, Alfimov M V, Zheltikov A M Phys. Usp. 47 687 (2004)
  156. Liu X et al. Opt. Lett. 26 358 (2001)
  157. Serebryannikov E E et al. Appl. Phys. B 81 585 (2005)
  158. Serebryannikov E E et al. Phys. Rev. E 72 056603 (2005)
  159. Teisset C et al. Opt. Express 13 6550 (2005)
  160. Gordon J P Opt. Lett. 11 662 (1986)
  161. Серебрянников Е Е и др. Письма в ЖЭТФ 81 605 (2005)
  162. Stolen R H et al. J. Opt. Soc. Am. B 6 1159 (1989)
  163. Zheltikov A M, submitted
  164. Serebryannikov E E et al., submitted
  165. Mamyshev P V, Chernikov S V Opt. Lett. 15 1076 (1990)
  166. Kibler B, Dudley J M, Coen S Appl. Phys. B 81 337 (2005)
  167. Santhanam J, Agrawal G P Opt. Commun. 222 413 (2003)
  168. Herrmann J et al. Phys. Rev. Lett. 88 173901 (2002)
  169. Biancalana F, Skryabin D V, Yulin A V Phys. Rev. E 70 016615 (2004)
  170. Friberg S, Smith P IEEE J. Quantum Electron. 23 2089 (1987)
  171. Petropoulos P et al. Opt. Express 11 3568 (2003)
  172. Kanth Kumar V V R et al. Opt. Express 10 1520 (2002)
  173. Hundertmark H et al. Opt. Express 11 3196 (2003)
  174. Okuno T et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5 1385 (1999)
  175. Nicholson J W et al. Opt. Lett. 28 643 (2003)
  176. Kanth Kumar V V R et al. Opt. Express 11 2641 (2003)
  177. Slusher R E et al. J. Opt. Soc. Am. B 21 1146 (2004)
  178. Thielen P A et al. Opt. Lett. 28 1406 (2003)
  179. Monro T M et al. Electron. Lett. 36 1998 (2000)
  180. Konorov S et al. Opt. Express 13 5682 (2005)
  181. Stegeman R et al. Opt. Lett. 28 1126 (2003)
  182. Stegeman R et al. J. Opt. Soc. Am. B 22 1861 (2005)
  183. Serebryannikov E E, Rivero C, Stegeman R, Zheltikov A M, submitted
  184. Reichert J et al. Opt. Commun. 172 59 (1999)
  185. Udem Th et al. Opt. Lett. 24 881 (1999)
  186. Udem Th et al. Phys. Rev. Lett. 82 3568 (1999)
  187. Eckstein J N, Ferguson A I, Hänsch T W Phys. Rev. Lett. 40 847 (1978)
  188. Baklanov Ye V, Chebotayev V P Appl. Phys. 12 97 (1977)
  189. Birks T A, Wadsworth W J, Russell P St J Opt. Lett. 25 1415 (2000)
  190. Bagayev S N et al. Laser Phys. 11 1270 (2001)
  191. Apolonski A et al. Phys. Rev. Lett. 85 740 (2000)
  192. Telle H R et al. Appl. Phys. B 69 327 (1999)
  193. Paulus G G et al. Nature 414 182 (2001)
  194. Drescher M et al. Science 291 1923 (2001)
  195. Baltuška A et al. Nature 421 611 (2003)
  196. Ахманов С А, Коротеев Н И Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света: активная спектроскопия рассеяния света (М.: Наука, 1981)
  197. Eesley G L Coherent Raman Spectroscopy (Oxford: Pergamon Press, 1981)
  198. Желтиков А М, Коротеев Н И УФН 169 385 (1999); Zheltikov A M, Koroteev N I Phys. Usp. 42 321 (1999)
  199. Zumbusch A, Holtom G R, Sunney Xie X Phys. Rev. Lett. 82 4142 (1999)
  200. Akimov D A et al. Proc. SPIE 4749 101 (2002)
  201. Kiefer W (Ed.) "Femtosecond coherent Raman spectroscopy: Special issue" J. Raman Spectrosc. 31 (1 - 2) (2000)
  202. Dudovich N, Oron D, Silberberg Y Nature 418 512 (2002)
  203. von der Linde D, Lauberu A, Kaiser W Phys. Rev. Lett. 26 954 (1971)
  204. Radi P, Zheltikov A (Eds) "Nonlinear Raman spectroscopy: Special issue" J. Raman Spectrosc. 33 (11 - 12) (2002)
  205. Radi P, Zheltikov A M (Eds) "Nonlinear Raman spectroscopy: Special issue" J. Raman Spectrosc. 34 (12) (2003)
  206. Konorov S O et al. Appl. Phys. B 78 565 (2004)
  207. Naumov A N, Zheltikov A M J. Raman Spectrosc. 32 960 (2001)
  208. Naumov A N, Zheltikov A M Appl. Phys. B 77 369 (2003)
  209. Linden S, Kuhl J, Giessen H Opt. Lett. 24 569 (1999)
  210. Gu X et al. Opt. Lett. 27 1174 (2002)
  211. Trebino R Frequency-Resolved Optical Gating: The Measurement of Ultrashort Laser Pulses (Boston: Kluwer Acad., 2002)
  212. Kovalenko S A et al. Phys. Rev. A 59 2369 (1999)
  213. Lang T, Motzkus M J. Opt. Soc. Am. B 19 340 (2002)
  214. Ivanov A A et al. Proc. SPIE, in press
  215. Kobayashi T (Ed.) J-aggregates (Singapore: World Scientific, 1996)
  216. Spano F C, Mukamel S Phys. Rev. A 40 5783 (1989)
  217. Knoester J Phys. Rev. A 47 2083 (1993)
  218. Bakalis L D, Knoester J J. Luminescence 87 - 89 66 (2000)
  219. Bakalis L D, Knoester J J. Luminescence 83 - 84 115 (1999)
  220. Ivanov A A et al. Chem. Phys. Lett. 418 19 (2006)
  221. Akimov D A, Siebert T, Kiefer W, Zheltikov A M, submitted

© Успехи физических наук, 1918–2014
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение