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PROGRAMMA DI RICERCA 2005
italiano - english
Unità di Ricerca
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- 6 - PACCHETTI D'ONDA CONICI, FILAMENTAZIONE E COLLASSO IN SISTEMI OTTICI DISSIPATIVI NONLINEARI
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
- Area scientifico disciplinare: Ingegneria industriale e dell'informazione
Classificazione brevettuale
- PHYSICS
- OPTICS (making optical elements or apparatus B24B, B29D11/00, C03, or other appropriate subclasses or classes; materials per se, see the relevant places, e.g. C03B, C03C)
- DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS (optical transfer means between sensing member and indicating or recording part in connection with measuring G01D5/26; devices in which mathematical operations are carried out with optical elements G06E3/00 [N: A]; electrical signal transmission systems using optical means to convert the input signal G08C19/36; information-recording by electric or magnetic means and reproducing by sensing optical properties G11B11/00; static stores using optical elements G11C13/04; transmission systems employing electromagnetic waves other than radio waves, e.g. light, infra-red radiation, H04B10/00; optical multiplex systems H04J14/00; pictorial communication, e.g. television H04N)
- OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS (G02F takes precedence; measuring-instruments, see the relevant subclass of G01, e.g. optical rangefinders G01C; testing of optical elements, systems, or apparatus G01M11/00; spectacles G02C; sound lenses G10K11/30; electron and ion "optics" H01J; X-ray "optics" H01J, H05G1/00; optical elements structurally combined with electric discharge tubes H01J5/16, H01J29/89, H01J37/22; microwave "optics" H01Q; combination of optical elements with television receivers H04N5/72; heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas H05B3/84 [N: optical apparatus 42H])
- OPTICS (making optical elements or apparatus B24B, B29D11/00, C03, or other appropriate subclasses or classes; materials per se, see the relevant places, e.g. C03B, C03C)
Classificazione geografica
- Regione: Lombardia
Bibliografia
1. T. Brabec, and F. Krausz "Intense few-cycle laser fields: frontiers of nonlinear optics", Rev. Modern Phys., Vol. 72, pp. 545-591 (2000).2. M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt and R. L Byer, “Quasi-phase-matched second harmonic generation: tuning and tolerances”, IEEE J. Quantum Electron., Vol. 28, pp. 2631-2654 (1992).
3. A. H. Zewail, “Femtochemistry: atomic-scale dynamics in the chemical bond”, J. Phys. Chem. A, Vol. 104, pp. 5660-5694 (2000).
4. R. Osellame, S. Taccheo, M. Marangoni, R. Ramponi, P. Laporta, D. Polli, S. De Silvestri, G. Cerullo, “Femtosecond writing of active optical waveguides with astigmatically shaped beams”, J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 20, pp. 15559-1567 (2003).
5. R. Kienberger, E. Goulielmakis, M. Uiberacker, A. Baltuska, V. Yakovlev, F. Bammer, A. Scrinzi, Th. Westerwalbesloh, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, "Atomic trnsient recorder", Nature, Vol. 427, pp. 817-821 (2004).
6. S. Yi, I. Shin, Y. Yin and Y. Son, “Second harmonic generation in a LiTaO3 waveguide domain-inverted by proton exchange and masked heat-treatment”, Appl. Phys. Lett., Vol. 68, pp. 2493-2495 (1995).
7. M. E. Klein, D.H. Lee, J. P. Meyn, K. J. Boller, and R. Wallenstein, “Singly resonant continuous-wave optical parametric oscillator pumped by a diode laser”, Opt. Lett., Vol. 24, pp. 1142-1144 (1999).
8. T. Sugita, K. Mizuuchi, Y. Kitaoka, K. Yamamoto, “ 31%-efficientblue second-harmonic generation in a periodically poled MgOLiNbO3 waveguide by frequency doubling of an AlGaAs laser diode”, Opt. Lett, Vol. 24, pp. 1590-1592 (1999).
9. M. H. Chou, I.. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, S. B. Christman, “1.5-micron-band wavelength conversion based on cascaded second-order nonlinearity in LiNbO3 waveguides”, IEEE Phot. Technol. Lett., Vol. 11, pp. 653-655 (1999).
10.P. Di Trapani, D. Caironi, G. Valiulis, A. Dubietis, R. Danielius, A. Piskarkas, “Observation of temporal solitons in second-harmonic generation with tilted pulses”, Phys. Rev. Lett., Vol. 81, pp. 570-573 (1998).
11. F. Ö. Ilday, K. Beckwitt, Y. F. Chen, H. Lim, F. W. Wise, “Controllable Raman-like nonlinearities from nonstationary, cascaded quadratic processes”, J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 21, pp. 376-383 (2004).
12. G. Cerullo, S. De Silvestri, “Ultrafast optical parametric amplifiers”, Rev. Sci. Intrum., Vol. 74, pp. 1-18 (2003).
13. J. Limpert, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, T. Tunnermann, R. Iliew, F. Lederer, J. Broeng, G. Vienne, A. Petersson, C. Jakobsen, “High-power air-clad large-mode area photonic crystal fiber laser”, Opt. Expr., Vol. 11, pp. 818-823 (2003).
14. D.W. McCamant, P. Kukura, S.Yoon, R. A. Mathies, “Femtosecond broadband stimulated Raman spectroscopy: Apparatus and Methods”, Rev. Sci. Instrum., Vol. 75, pp. 4971-4980 (2004).
15. L. J. Richter, T. P. Petralli-Mallow, J. C. Stephenson, “Vibrationally resolved sum-f requency generation with broad-bandwidth inf rared pulses”, Opt. Lett., Vol. 23, pp. 1594-1596 (1998).
16. R. DeSalvo, D. J. Hagan, M. Sheik-Bahae, G. I. Stegeman, E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, “Self-focusing and self-defocusing by cascaded second-order effects in KTP”, Opt. Lett., Vol. 17, pp. 28-30 (1992).
17. W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. Wan Stryland, G. I Stegeman, L. Torner, C. R. Menyuk, “Observation of two-dimensional spatial solitary waves in a quadratic medium”, Phys. Rev. Lett., Vol. 74, 5036-5039 (1995).
18. P. Pioger, V. Couderc, L. Lefort, A. Barthelemy, F. Baronio, C. De Angelis, Y. Min, V. Quiring, W. Sohler, “Spatial trapping of short pulses in Ti:PPLN waveguides, Opt. Lett., Vol. 27, 2182-2184 (2002).
19. Y. Baek, R. Schiek, G. I. Stegeman, I. Baumann, W. Sohler Interactions between one-dimensional quadratic solitons, Optics Letters, Vol. 22, pp. 1550-1552 (1997)
20. F. Baronio, C. De Angelis, P. Pioger, V. Couderc, A. Barthelemy, Y. Min, V. Quiring, W. Sohler, “Soliton emission at a phase-mismatch boundary in a quadratic nonlinear film waveguide”, Opt. Lett., vol. 28, pp. 2348-2350 (2003).
21. X. Liu, L.J. Qian, F.W. Wise, “Generation of optical spatiotemporal solitons”, Phys. Rev. Lett., Vol. 82, pp. 4631-4634 (1999).
22. S. Ashihara, T. Shimura, K. Kuroda, N. Yu, S. Kurimura, K. Kitamura, M. Cha, and T. Taira “Optical pulse compression using cascaded quadratic nonlinearities in periodically poled lithium niobate”, Appl. Phys. Lett., Vol. 84, pp. 1055-1057 (2004).
23. G. Cerullo, S. De Silvestri, “Ultrafast optical parametric amplifiers”, Rev. Sci. Instr., Vol. 74, pp. 1-18 (2003).
24. G. Cerullo, M. Nisoli, S. Stagira, S. De Silvestri, “Sub-8-fs pulses from an ultrabroadband optical parametric amplifier in the visible”, Opt. Lett., Vol. 23, pp. 1283-1285 (1998).
25. G. Cerullo, D. Polli, G. Lanzani, S. De Silvestri, H. Hashimoto, R.J. Cogdell, “Photosynthetic light harvesting by carotenoids: detection of an intermediate excited state”, Science, Vol. 298, pp. 2395-2397 (2002).
26. R. Ramponi, M. Marangoni, R. Osellame, “Dispersion of the ordinary refractive-index change in a proton-exchanged LiNbO3 waveguide”, Appl. Phys. Lett., Vol 78, pp. 2098-2100 (2001).
27. M. Marangoni, R. Osellame, R. Ramponi, S. Takekawa, M. Nakamura, K. Kitamura, “Reverse-proton-exchange in stoichiometric lithium tantalate”, Opt. Expr., Vol. 12, pp. 2754-2761 (2004).
28. K. Kitamura, Y. Furukawa, K. Niwa, V. Gopalan and T. E. Mitchell, “Crystal growth and low coercive field 180° domain switching characteristics of stoichiometric LiTaO3”, Appl. Phys. Lett. Vol. 73, pp. 3073-3075 (1998).
29. M. Marangoni, M. Lobino, R. Ramponi, V. Foglietti, S. Takekawa, M. Nakamura, K. Kitamura,“Efficient second harmonic generation in reverse-proton-exchanged waveguides fabricated in periodically-poled stoichiometric lithium tantalate”, accepted to CLEO/Europe-EQEC Conference (12-17 June 2005, Munich, Germany).
30. G. Tartarini, and H. Renner, “Efficient Finite Element Analysis of Tilted Open Anisotropic Optical Channel Waveguides”, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 9, pp. 389-391 (1999).
31. G. Tartarini, “Efficient b-Formulation for the FEM Analysis of Leaky Modes in General Anisotropic Channel Waveguides”, Opt. and Quant.Electron., Vol. 32, pp. 719-734 (2000).
32. A. D. Capobianco, B. Costantini, C. De Angelis, A. Laureti Palma, G. F. Nalesso, “Role of walk-off in solitary-wave propagation in materials with quadratic nonlinearity”, J. Opt. Soc. Am. B Vol. 14, pp. 2602-2609 (1997).
33 A. D. Capobianco, C. De Angelis, A. Laureti Palma, G. F. Nalesso, “Beam Dynamics at the interface between second order nonlinear dielectrics”, .J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 14, pp. 1956-1960 (1997).
34 A. Barthelemy, B. Bourliaguet, C. De Angelis, F. Gringoli, G. F. Nalesso « Threshold energy for vector soliton formation in KTP”, Opt. Comm., Vol. 171, pp. 345-350 (1999).
35 C. De Angelis., G. F. Nalesso, D. Modotto, M. Midrio, A. Locatelli, J. S. Aitchinson, “Multiple-scale coupled-mode theory for second harmonic generation in one-dimensional periodic structures”, J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 20, pp. 1853-1874 (2003).
36. G. Bellanca, R. Semprini, and P. Bassi, “FDTD modelling of spatial soliton propagation”, Opt. and Quant. Electron., Vol. 29, pp. 233-241 (1997).
37. A. Parini, G. Bellanca, S. Trillo, L. Saccomandi, and P. Bassi, “Transfer matrix and full Maxwell time domain analysis of nonlinear gratings”, Opt. and Quant. Electron., Vol. 36, pp. 189-199 (2004).
38. A.-D. Capobianco, D. Brillo, C. De Angelis and G.-F. Nalesso, “Fast beam propagation method for the analysis of second-order nonlinear phenomena”, IEEE Photon Techn. Lett., vol. 10, pp 543-545 (1998).
39. A. Locatelli, D. Modotto, C. De Angelis, F.M. Pigozzo and A.-D. Capobianco. “Nonlinear bidirectional beam propagation method based on scattering operators for periodic microstructured waveguides”, JOSA B, vol. 20, pp. 1724-1731 (2003).
40. G. Cerullo et al., private communication.
Parole Chiave
OTTICA NON LINEARE; IMPULSI A FEMTOSECONDI; PROPAGAZIONE SOLITONICA; GUIDE OTTICHE; CRISTALLI NON LINEARI PERIODICI; GENERAZIONE DI SECONDA ARMONICAControllo spettrale e temporale di impulsi a femtosecondi mediante processi non lineari del secondo ordine
Politecnico di MilanoAbstract
Le proprietà spettrali e temporali di un impulso a femtosecondi possono essere modificate significativamente da interazioni quadratiche in regime di forte "mismatch" di velocità di gruppo (GVM). Fenomeni quali lo spostamento spettrale, la compressione temporale e la variazione del ritardo di gruppo dell'impulso iniettato possono essere indotti da condizioni opportunamente scelte di "phase-mismatch", intensità e lunghezza del cristallo. L'indagine sperimentale e teorica di tali fenomeni ed altri effetti correlati è il cuore dell'attività di ricerca del Progetto. Lo scopo del Progetto è il controllo e la manipolazione delle proprietà spettrali e temporali di impulsi nel vicino infrarosso di durata inferire a 50 fs mediante interazioni non lineari in geometria sia di volume che di guida d'onda. I materiali presi in considerazione sono il niobato di litio e il tantalato di litio stechiometrico con non linearità periodicamente modulata, che consentono di esplorare regimi di elevata non linearità ed elevata GVM. Lo sbocco applicativo del progetto è la realizzazione di due dispositivi prototipali: i) un "frequency-shifter" che renda accordabile in lunghezza d'onda una sorgente a femtosecondi di frequenza fissa (per es. un laser in fibra), e ii) un compressore spettrale per la conversione con elevata efficienza di un impulso a femtosecondi a larga banda in un impulso a picosecondi a banda stretta.Più dettagliatamente i principali fenomeni fisici che saranno studiati sono >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giulio Nicola CERULLO Politecnico di MILANOObiettivo del Programma di Ricerca
Negli ultimi decenni, due importanti tematiche di ricerca hanno attratto l'attenzione della comunità scientifica e del mondo industriale dopo l'invenzione del laser: la generazione di impulsi ultracorti e l'ottica non lineare del secondo e del terzo ordine. Ancora oggi ciascuna delle due aree di ricerca riveste di per sé interesse, sia per quanto riguarda la ricerca di base, sia per quanto riguarda le applicazioni (si pensi ad esempio al settore della biofisica, delle telecomunicazioni, della sensoristica e della caratterizzazione dei materiali).Con l'avanzare delle conoscenze di base e della tecnologia nelle due aree di ricerca si è aperta da qualche anno la strada allo studio dei fenomeni ottici non lineari sulla scala dei femtosecondi. Da un lato questo porta alla possibilità di esplorare regioni sempre più fortemente non lineari nell'interazione fra la radiazione elettromagnetica e la materia (la brevissima durata degli impulsi consente di raggiungere sempre più elevate potenze di picco); dall'altro questo consente di mettere in luce aspetti non ancora del tutto conosciuti dell'interazione luce materia, quali, per esempio, quelli legati alla dispersione del mezzo, il cui ruolo diventa cruciale quando si passa dalla scala dei picosecondi a quella dei femtosecondi.
Il Progetto di Ricerca si inserisce in questa tematica, ed ha come scopo generale la comprensione, l'analisi ed il controllo degli effetti dei processi non lineari del secondo ordine nel regime >>>



