Пульс (физика) - Pulse (physics)

Эта статья о физике. Для использования в других целях см. Пульс (значения).

В физика, а пульс это общий термин, описывающий одиночное возмущение, которое проходит через среда передачи. Эта среда может быть вакуум (на случай, если электромагнитное излучение ) или дело, и может быть бесконечно большим или конечным.

Отражение импульса

Представьте импульс, движущийся через среду - возможно, через веревку или обтягивающий. Когда импульс достигает конца этой среды, то, что с ней происходит, зависит от того, фиксируется ли среда в пространстве или свободно перемещается на своем конце. Например, если импульс проходит через веревку, а конец веревки крепко удерживается человеком, то говорят, что импульс приближается к фиксированному концу. С другой стороны, если конец веревки прикреплен к палке так, что он может свободно перемещаться вверх или вниз по палке, когда импульс достигает своего конца, то говорят, что импульс приближается к свободному концу.

Свободный конец

Рисунок 1: Импульс, достигающий конца среды, конечная точка свободна. Последовательные позиции импульса нарисованы черным, красным, зеленым, синим, черным, красным, зеленым. Последняя зеленая кривая - это начальная кривая на рисунке 2.
Рисунок 2: Отражение импульса. Последовательные позиции импульса отображаются зеленым, синим, черным, красным, зеленым, синим. Начальная зеленая кривая - это последняя кривая на рисунке 1.

Импульс отразится от свободного конца и вернется с тем же направлением смещения, что и до отражения. То есть импульс со смещением вверх отразится от конца и вернется с смещением вверх.

Это показано на рисунках 1 и 2, которые были получены путем численного интегрирования волновое уравнение.

Фиксированный конец

Рисунок 3: Импульс, достигающий конца среды, конечная точка зафиксирована. Последовательные позиции импульса нарисованы черным, красным, зеленым, синим, черным, красным, зеленым. Последняя зеленая кривая - это начальная кривая на рисунке 4.
Рисунок 4: Отражение импульса. Последовательные позиции импульса отображаются зеленым, синим, черным, красным, зеленым, синим. Начальная зеленая кривая - это последняя кривая на рисунке 3.
Рисунок 5: Анимация, соответствующая рисункам 3 и 4.

Импульс отразится от фиксированного конца и возвратится в противоположном направлении смещения. В этом случае говорят, что импульс инвертирован. То есть импульс со смещением вверх отразится от конца и вернется со смещением вниз.

Это показано на рисунках 3 и 4, которые были получены путем численного интегрирования волновое уравнение. Кроме того, это показано на анимации на рисунке 5.

Пересекающиеся СМИ

Когда есть импульс в среде, которая связана с другой менее тяжелой или менее плотной средой, импульс будет отражаться, как если бы он приближался к свободному концу (без инверсии). Напротив, когда импульс проходит через среду, соединенную с более тяжелой или более плотной средой, импульс будет отражаться, как если бы он приближался к фиксированному концу (инверсия).

Оптический импульс

Темный пульс

Темные импульсы[1] характеризуются тем, что формируются в результате локального снижения интенсивности по сравнению с более интенсивным непрерывным волновым фоном. Скалярный темный солитоны (линейно поляризованные темные солитоны) могут образовываться во всех волоконных лазерах с нормальной дисперсией с синхронизацией мод методом нелинейного вращения поляризации и могут быть достаточно стабильными. Векторные темные солитоны[2][3] намного менее стабильны из-за перекрестного взаимодействия между двумя компонентами поляризации. Поэтому интересно исследовать, как меняется состояние поляризации этих двух компонент поляризации.

В 2008 году было сообщено о первом темном импульсном лазере в виде диодного лазера на квантовых точках с насыщающимся поглотителем.[4]

В 2009 году волоконный лазер с темным импульсом был успешно реализован в волоконном лазере с нормальной дисперсией, легированным эрбием, с поляризатором в резонаторе. Эксперименты показали, что помимо излучения ярких импульсов, при соответствующих условиях волоконный лазер может также излучать один или несколько темных импульсов. Согласно результатам численного моделирования, формирование темного импульса в лазере является результатом формирования темного солитона.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Emplit, P .; Hamaide, J.P .; Reynaud, F .; Froehly, C .; Бартелеми, А. (1987). «Пикосекундные шаги и темные импульсы через нелинейные одномодовые волокна». Оптика Коммуникации. Elsevier BV. 62 (6): 374–379. Bibcode:1987OptCo..62..374E. Дои:10.1016/0030-4018(87)90003-4. ISSN  0030-4018.
  2. ^ Кившарь, Юрий С .; Турицын, Сергей К. (1993-03-01). «Векторные темные солитоны». Письма об оптике. Оптическое общество. 18 (5): 337–9. Bibcode:1993OptL ... 18..337K. Дои:10.1364 / ол.18.000337. ISSN  0146-9592. PMID  19802128.
  3. ^ Кившарь, Ы (1998-05-01). «Темные оптические солитоны: физика и приложения». Отчеты по физике. Elsevier BV. 298 (2–3): 81–197. Bibcode:1998ФР ... 298 ... 81К. Дои:10.1016 / s0370-1573 (97) 00073-2. ISSN  0370-1573. и ссылки в нем.
  4. ^ Минмин Фэн, Стивен Т. Кундифф, Р. П. Мирин и К. Л. Сильверман (2008). Темный импульсный диодный лазер. Конференция по лазерам и электрооптике. п. CThP1. Получено 2020-03-15.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  5. ^ Zhang, H .; Tang, D. Y .; Zhao, L.M .; Ву, X. (27.10.2009). «Темное импульсное излучение волоконного лазера» (PDF). Физический обзор A. 80 (4): 045803. arXiv:0910.5799. Bibcode:2009PhRvA..80d5803Z. Дои:10.1103 / Physreva.80.045803. ISSN  1050-2947. S2CID  118581850. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-17. Получено 2009-10-30.