Фазовая самомодуляция

---

Фазовая самомодуляция (ФСМ) — нелинейный оптический эффект, заключающийся в зависимости фазы импульса от его интенсивности вследствие тех или иных нелинейных эффектов (например, эффекта Керра). ФСМ важен при изучении свойств таких оптических систем, как лазеры и ВОЛС.^[1][2] Его следствиями являются самофокусировка и самодефокусировка света.^[3]

В качестве примера рассмотрим распространение сверхкороткого монохроматического импульса гауссовой формы с частотой ${\displaystyle \omega _{0}}$ в веществе. Дальнейший анализ сохраняет справедливость для импульсов иной формы (например, с профилем sech²). Его интенсивность как функцию времени можно представить в виде:

Согласно эффекту Керра, во время его распространения коэффициент преломления в каждой точке среды будет функцией интенсивности в этой точке:

В зависимости от знака ${\displaystyle n_{2}}$ будет наблюдаться самофокусировка или самодефокусировка.

Далее рассматривается пример ${\displaystyle n_{2}>0,}$ соответствующий самофокусировке. В каждой точке тела интенсивность импульса вначале будет нарастать, а затем спадать. Это приведет к модуляции показателя преломления во времени:

Фазовый сдвиг проявляется в изменении частоты в областях импульса с различной интенсивностью, что можно выразить зависимостью частоты от времени. «Мгновенная» частота имеет вид:

---