Суцільно-волоконний двохчастотний ВКР лазер для телекомунікаційних систем терагерцового діапазону

The two-wave (2λ) fiber laser based on the stimulated Raman scattering is proposed in order to improve terahertz technologies realization and to increase the efficiency of radiation sources for telecommunication systems in the terahertz range. As a result of the analysis of the available experimental data in our work it was found that the Raman gain profile in single-mode fibers makes it possible to realize a 2λ laser in the fully fiber configuration. The main advantage of the proposed terahertz source is a significant reduction of the phase noises as it should be expected due to the both lasers will be pumped using a common source. The main parameters of the fiber Bragg gratings for 2λ laser cavity are determined and it is shown its possibility to meet the modern requirements for the monolithic integration in fully fiber device design. The possibility of reducing the threshold pump power by at least 400 times has been proved by simulating for different typesof fibers, and it will significantly lowered the weight and size characteristics of such a laser.С целью усовершенствования терагерцовых технологий и повышения эффективности источников излучения для телекоммуникационных систем терагерцового диапазона предложен двухволновой (2λ) волоконный лазер, в котором генерация осуществляется за счет эффекта вынужденного комбинационного рассеяния. В результате анализа имеющихся экспериментальных данных в работе установлено, что профиль усиления вынужденного комбинационного рассеяния в одномодовых волокнах позволяет реализовать 2λ лазер в полностью волоконном исполнении. Основным преимуществом предложенного терагерцового источника является существенное уменьшение фазовых шумов, которого следует ожидать за счет генерации обоих лазеров от общего источника накачки. Определены основные параметры волоконных брэгговских решеток для 2λ лазерных резонаторов, которые доказывают их соответствие современным требованиям монолитной интеграции устройства в полностью волоконную конструкцию. Путем моделирования для разных типов волокна доказана возможность уменьшения пороговой мощности накачки по меньшей мере в 400 раз, что позволит существенно уменьшить весогабаритные характеристики такого лазера.З метою вдосконалення терагерцових технологiй та пiдвищення ефективностi джерел випромiнювання для телекомунiкацiйних систем терагерцового дiапазону запропоновано двохвильовий (2λ) волоконний лазер, в якому генерацiя створюється за рахунок ефекту вимушеного комбiнацiйного розсiювання. За результатами аналiзу наявних експериментальних даних у роботi встановлено, що профiль пiдсилення вимушеного комбiнацiйного розсiювання в одномодових волокнах дозволяє реалiзувати 2λ лазер у повнiстю волоконному виконаннi. Головною перевагою запропонованого терагерцового джерела є суттєве зменшення фазових шумiв, якого слiд очiкувати за рахунок генерацiї обох лазерiв вiд спiльного джерела помпування. Визначено головнi параметри волоконних бреґґiвських ґраток для 2λ лазерних резонаторiв, сукупнiсть яких доводить їх вiдповiднiсть сучасним вимогам монолiтної iнтеграцiї пристрою у повнiстю волоконну конструкцiю. Шляхом моделювання у рiзних типах волокна встановлено можливiсть зменшення порогової потужностi накачки щонайменше у 400 разiв, що дозволить значно зменшити масо-габаритнi характеристики такого лазера

Interaction of physical fields with nanostructured materials

Research results of several important material systems presented in this collective monograph demonstrate a number of characteristic features and unique effects. The main findings are listed below. 1. The interaction between molecules and semiconductor structures allows a new amplification effect to be registered and studied by utilizing a new parameter – characteristic time constant, which is extremely sensitive for the characterization of biomolecular quantity. 2. The effects of the interaction of magnetic, optical and electromagnetic fields with nanostructured composites, semiconductor structures, anisotropic media, magnetic fluid systems, layered structures, phonons of molecular nanocomplexes and nanoinhomogeneities of rough surfaces were established. 3. The fundamental nature of the interaction effects was found as a result of a careful comparison of modeling results with experimental data. The importance of the studies is underlined by the wide range of potential applications. For the reader’s convenience, the presentation of the material is structured as follows. The general content includes only the names of sections. The full content of each section is listed in the text. For the same reason, the list of references is given at the end of each section. The authors present the material in such a way that the reader can easily view the current state of research in these areas and be able to navigate freely in the text. Section 1 presents a number of effects registered in semiconductor structures with dielectric coatings as surface potential sensors. In particular, the effects of internal amplification in semiconductor (bio)sensors using single trap phenomena are revealed. The noise characteristics of semiconductor nanoscale sensor structures, the effect of γ-radiation on the noise and transport characteristics of the sensors mentioned above were analyzed. It is demonstrated that effects related to single traps can be used for the detection of troponin biomolecules as indicators of [...