Nghiên cứu tương tác tán xạ raman cưỡng bức trong môi trường phi tuyến chứa trong sợi tinh thể quang tử lõi rỗng

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ QN SỰ THÁI DỖN THANH NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHỊNG VIỆN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ QN SỰ THÁI DOÃN THANH NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG Chuyên ngành: Mã số: Quang học 9.44.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS Nguyễn Mạnh Thắng PGS.TS Hồ Quang Quý HÀ NỘI 2021 LỜI CAM– ĐOAN i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi, luận án hồn thành hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Mạnh Thắng PGS.TS Hồ Quang Quý Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Mạnh Thắng PGS.TS Hồ Quang Quý, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn, người đặt đề tài, dẫn dắt tận tình động viên tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu để hồn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, Viện Vật lý Kỹ thuật, Phòng Đào tạo, Tạp chí Nghiên cứu KH-CN quân thuộc Viện KH-CN quân Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh đóng góp ý kiến khoa học bổ ích cho nội dung luận án tạo điều kiện giúp đỡ tác giả suốt thời gian học tập nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt cảm ơn người thân gia đình quan tâm, động viên, giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu thực luận án Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TÁN XẠ RAMAN VÀ TƯƠNG TÁC RAMAN TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG 1.1 Tán xạ Raman tự phát tán xạ Raman cưỡng 1.1.1 Tán xạ Raman tự phát 1.1.2 Tán xạ Raman cưỡng mối quan hệ với Raman tự phát 16 1.2 Phát, khuếch đại laser Raman sợi quang 18 1.3 Sợi tinh thể quang tử lõi rỗng (HC-PCF) 21 1.3.1 Cấu trúc HC-PCF 21 1.3.2 Dẫn sóng dựa vùng cấm quang tử 25 1.3.3 Mật độ trạng thái 28 1.3.4 Ứng dụng HC-PCF 30 1.4 Chế độ SRS kết hợp nhanh HC-PCF 32 1.5 Kết luận chương 35 CHƯƠNG TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC KẾT HỢP BƠM NGƯỢC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG HC-PCF 36 2.1 Một số hiệu ứng nguyên lý tương tác Raman 36 2.2 Hệ phương trình liên kết tán xạ Raman cưỡng 39 2.2.1 Dao động kích thích vật liệu đồng phơ nôn quang học 39 2.2.2 Sơ đồ hợp pha cho SRS 40 2.2.3 Phương trình truyền sóng 41 iv 2.2.4 Hình thức luận Hamiltonian 44 2.2.5 Hình thức luận tốn tử ma trận mật độ 47 2.4 Mơ hình BSRS kết hợp cho tính tốn mơ 63 2.5 Kết mơ bình luận 64 2.5.1 Mơ số xuất chuỗi xung tín hiệu Stokes 64 2.5.2 Mô dạng tiệm cận soliton chuỗi xung Stokes 66 2.5.3 Hiệu ứng tự tương tự chế độ tuyến tính phi tuyến 68 2.6 Kết luận chương 71 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC TƯƠNG TÁC TRONG CHẾ ĐỘ TÁN XẠ RAMAN KẾT HỢP NHANH BƠM THUẬN 72 3.1 FSRS kết hợp nhanh môi trường khí H2 chứa HCPCF 72 3.1.1 Hệ phương trình liên kết FSRS 73 3.1.2 Mơ hình FSRS kết hợp cho tính tốn mơ 74 3.2 Kết mô thảo luận 75 3.2.1 Tiến triển trường bơm, trường Stokes trường kết hợp 75 3.2.2 Tiến triển trường kết hợp mật độ nghịch đảo 77 3.2.3 Quá trình trao đổi lượng trường 79 3.3 Kết luận chương 85 KẾT LUẬN 86 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT A Hằng số tán xạ Ap Giá trị biên độ trường bơm As Giá trị biên độ trường Stokes B Hằng số mở rộng vạch phổ Raman c Vận tốc ánh sáng chân không D Hằng số tỉ lệ (hệ số tán xạ) En0 Năng lượng tổng tần số bơm Stokes Enp Năng lượng bơm dư Ens Năng lượng Stokes tạo thành Ep Cường độ điện trường bơm Es Cường độ điện trường Stokes Ep Véc tơ cường độ điện trường bơm g Hệ số khuếch đại Raman G Hệ số tán xạ Raman cưỡng I0 Cường độ ánh sáng kích thích Ip Cường độ nguồn laser bơm Is Cường độ sóng Stokes k Số sóng kB Hằng số Boltzmann m Khối lượng phân tử H2 m0 Khối lượng rút gọn hạt nhân vi mp Số phơ tơn trung bình mốt laser ms Số phơ tơn trung bình mốt Stokes ms(0) Số phô tôn mode Stokes đầu vào môi trường Raman n Chiết suất N Mật độ số phân tử np Chiết suất sóng bơm ns Chiết suất sóng Stokes P Cơng suất xạ phát PL Công suất đỉnh xung Ps Công suất tổng phát từ mô men lưỡng cực dao động Q  z, t  Hàm bao phức, phụ thuộc vào không – thời gian chuyển động hạt nhân T Nhiệt độ Kelvin T1 Thời gian hồi phục mật độ cư trú phân tử kích thích T2 Thời gian sống sóng kết hợp V Thể tích mơi trường tán xạ vp, vs Vận tốc nhóm xung bơm xung tín hiệu z Chiều dài tương tác hiệu dụng L Tần số sóng kích thích  Tiết diện tán xạ Raman  Mô men lưỡng cực điện cảm ứng  Bước sóng vii  góc mômen lưỡng cực cảm ứng phân tử hướng xạ bị tán xạ r Hằng số Planck rút gọn 0 Tần số góc ánh sáng chiếu vào 0 Độ điện thẩm chân không  t  Độ phân cực Raman 0 Độ phân cực phân tử khơng có trường ngồi kích thích q t  Tọa độ chuyển động độ lệch hạt nhân so với vị trí cân P t  Độ phân cực vĩ mô môi trường tán xạ as Tần số ánh sáng tán xạ đối Stokes  Pha ngẫu nhiên dao động hạt nhân p Tần số ánh sáng kích thích hay tần số ánh sáng bơm s Tần số ánh sáng tán xạ Stokes  Tần số dao động cưỡng phân tử tần số kết hợp nguyên tử ánh sáng kích thích gây p Khoảng xung bơm 2 Là nghịch đảo thời gian hồi phục kết hợp phân tử T2   -12 0 Độ từ thẩm chân không  Hằng số truyền p Hằng số mát sóng bơm s Hằng số mát tín tín hiệu Stokes s s bước sóng Stokes mơi trường viii  2,1 Cường độ liên kết Raman vp Tần số sóng bơm vr Tần số chuyển dịch Raman kích thích vs Tần số sóng Stokes BSRS Tán xạ Raman cưỡng ngược (Backward stimulated Raman scattering) DOS Mật độ trạng thái (Density of states) FSRS Tán xạ Raman cưỡng thuận (Forward stimulated Raman scattering) HC-PCF Sợi tinh thể quang tử lõi rỗng (Hollow-core photon crystal fiber) LC-PCF Sợi tinh thể quang tử lõi lỏng (Liquid crystal modified photon crystal fiber) PGB-PCF Sợi dẫn sóng vùng cấm lõi rỗng (Photon bandgaphollow-core fiber) PBG Vùng cấm quang tử (Photon bandgap) PCF Sợi tinh thể quang tử (Photon crystal fiber) SC-PCF Sợi tinh thể quang tử lõi đặc (Solid-core photon crystal fiber) SEM Kính hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscope) SRS Tán xạ Raman cưỡng (Stimulated Raman scattering) TIR Sợi quang “chiết suất bậc” truyền thống hoạt động chế phản xạ toàn phần bên sợi quang ( Total internal reflection) 91 generation in HC-PCF”, In Proceedings of the CLEO: San Jose, CA, USA, 8–13 June 2014 Angel S M., Gomer N R., Sharma S K., McKay C (2012), “Remote Raman Spectroscopy for Planetary Exploration: A Review”, App Spectroscopy, 66(2), pp.137-150 M Wu, M Ray, K H Fung, M W Ruckman, D Harder, and A J Sedlacek (2000), Stand-off Detection of Chemicals by UV Raman Spectroscopy, Applied Spectroscopy 54(6), 800-806 10 Arimondo E (1996), “V Coherent Population Trapping in Laser Spectroscopy”,Progress in optics, 35,pp 257-354 11 Audrius Dubietis, Arnaud Couairon, and Goëry Genty (2019), “Supercontinuum generation: introduction”, Journal of the Optical Society of AmericaB, 36(2), pp.SG1-SG3 12 Azhar N., Wong G K L., Chang W., Joly N Y., Russell P St J (2012), “Nonlinear optics in hollow-core photonic crystal fiber filled with liquid argon”, Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO_SI 2012, paper CTh4B.4 13 A Smekal (1923), Zur Quantentheorie der Dispersion In: Die Naturwissenschaften 11 (43), 873-875 14 Balla P., Buch S., and Agrawal G P (2017), “Effect of Raman scattering on soliton interactions in optical fibers”, Journal of the Optical Society of America B, 34(4),pp.1247-1254 15 Balla P., and Agrawal G P (2018), “Vector solitons and dispersive waves in birefringent optical fibers”, J of the Optical Society of America B, 35(9), pp.2302-2310 92 16 Basiev T T., Zverev P G., Karasik A Ya., Osiko V V., Sobol’ A A., and Chunaev D S (2004), “Picosecond stimulated Raman scattering in crystals”, J of Experimental and Theoretical Physics, 99(5), pp 934-941 17 Basiev T T., Osiko V V., Prokhorov A M , and Dianov E M (2007), “Infrared (2–12μm) solid-state laser sources: a review”, Comptes Rendus Physique, 8(10), pp 1100-1128 18 Beaudou B., Couny F., Wang Y Y., Light P S., Wheeler N V., Gérôme F., and Benabid F (2010), “Matched cascade of bandgap-shift and frequency-conversion using stimulated Raman scattering in a tapered hollow-core photonic crystal fibre”, Opt Express, 18(12), pp.12381-12390 19 Benabid F., Knight J C., Antonopoulos G., Russell P St J (2002), “Stimulated Raman scattering in hydrogen-filled hollow-core photonic crystal fiber”,Science, 298(5592), pp 399-402 20 Benabid F., Knight J C., and Russell P S J (2002), “Particle levitation and guidance in hollow-core photon crystal fiber”, Opt Express,10(21), pp 1195–1203 21 Benabid F., Knight J C (2003), “Improvements in andRelating to Microstructured Optical Fibres”,EuropeanPatent, No WO2004001461.74 22 Benabid F., Bouwmans G., Knight J C., Russell P St J., and Couny F (2004), “Ultrahigh efficiency laser wavelength conversion in a gas-filled hollow core photon crystal fiber by pure stimulated rotational Raman scattering in molecular hydrogen”,Physical review letters, 93(12), 123903 23 Benabid F.(2006), “Hollow-core photon bandgap fibre: new light guidance for new science and technology”,Philos Trans Royal Soc A, 364(1849),pp.3439–3462 93 24 Benabid F., and Roberts P.J (2011), “Linear and nonlinear optical properties of hollow core photon crystal fiber”,Journal of Modern Optics, 58(2), pp.87–124 25 Bloembergen N., and Shen Y R (1964), “Coupling Between Vibrations and Light Waves in Raman Laser Media”,Phys Rev Lett, 12(18), pp 504507 26 Boyd R W (2008), Nonlinear Optics, Acadimic Press Inc 27 Boyraz O., and Jalali B (2004), “Demonstration of a silicon Raman laser”, Optics Express, 12(21), pp.5269-5273 28 Buczynski R (2004), “Photonic Crystal Fibers”, Acta Physica Polonica A, 106(2), pp.141-147 29 Carman R L., Shimizu F., Wang C S., and Bloembergen N (1970), “Theory ofStokes pulse shapes in transient stimulated Raman scattering”,Phys RevA, 2(60), pp.60-67 30 Candeias A., Madariaga J M (2019) "Applications of Raman spectroscopy in art and archaeology", Journal of Raman Spectroscopy, 50(2), pp.137142 31 Chan H S., Zhi-Ming Hsieh, Wei-Hong Liang, Kung A H., Chao-Kuei Lee, Chien-Jen Lai, Ru-Pin Pan, Lung-Han Peng (2011), “Synthesis and measurement of ultrafast waveforms from five discrete optical harmonics”,Science, 331(6021), pp 1165-1168 32 Chugreev A V., Nazarkin A., Abdolvand A., Nold J., Podlipensky A., and Russell P St.J (2009), “Manipulation of coherent Stokes light by transient stimulated Raman scattering in gas filled hollow-core PCF”, Opt Express, 17(11), pp 8822-8828 94 33 Chu Van Lanh, Dinh Xuan Khoa and Ho Quang Quy (2007), “Influence of Designing Parameters on Generated – energy Efficiency of the Stokes Laser”, Communications in physics, 17(2), pp.70-76 34 Coste J., and Montes C (1986), “Asymptotic evolution of stimulated Brillouin scattering: Imp1ications for optical fibers”, Phys Rev A, 34(5), pp.3940-3949 35 Couny F., Benabid F., and Light P S (2007), “Sub-watt threshold CW Raman fiber-gas laser based on H2-filled hollow-core photon crystal fiber”, Phys Rev Lett, 99(14), 14903 36 Couny F., Benabid F., Roberts P J., Light P S., and Raymer M G (2007), “Generation and photon guidance of multi-octave optical-frequency combs”,Science, 318(5853),pp 1118-1121 37 Couny F., Carraz O., and Benabid F (2009), “Control of transient regime of stimulated Raman scattering using hollow-core PCF”,JOSA B, 26(6), pp 1209-1215 38 Couny F., Mangan B J., Sokolov A.V., and Benabid F (2010), “High power 55 Watts CW Raman fiber-gas laser”, Conf on Lasers and ElectroOptics 2010, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America), paper CTuM3 39 Cregan R F.,Mangan B J., Knight J C., Birks T A., Russell P St J., Roberts P J., and Allan D C (1999), “Single-Mode Photon Band Gap Guidance of Light in Air”,Science, 285(5433), pp.1537-1539 40 Christos Markos, John C Travers, Amir Abdolvand, Benjamin J Eggleton, and Ole Bang (2017), “Hybrid photonic-crystal fiber”, Rev Mod Phys, 89(4), 045003 95 41 David Houcque, Robert R McCormick (2009), Applications of MATLAB: Ordinary Differential Equations (ODE),School of Engineering and Applied Science, Northwestern University, published online, p 465 42 Debord B., Amsanpally A., Chafer M., Baz A., Maurel M., Blondy J M., Hugonnot E., Scol F., Vincetti L., Gérôme F., and Benabid F (2017), “Ultralow transmission loss in inhibited-coupling guiding hollow fibers”, Optica, 4(2), pp 209-217 43 Degasperis A., Conforti M., Baronio F., and Wabnitz S (2006), “Stable control of pulse speed in parametric three-wave solitons”, Phys Rev Lett., 97(9), 093901 44 Dudley J M and Taylor J R (2014), Supercontinuum generation in optical fibers, Campridge Univerrsity Press., p.194 45 Duncan M D., Mahon R., Tankersley L L., and Reintjes J (1988), “Transientstimulated Raman amplification in hydrogen”, J Opt Soc AmB, 5(1), pp.37-52 46 Duplex S M P., Alain M D., and Essimbi B Z (2017), “Raman selfinduced-transparency soliton trains in hollow-core photonic crystals”, Applied PhysicsB123(171) 47 Epple G., Kleinbach K S., Euser T G., Joly N Y., Pfau T., Russell P St J., and Löw R (2014), “Rydberg atoms in hollow-core photonic crystal fibres”, Nat Commun, 5(4132) 48 Elliott, A B S., Horvath R., Gordon K C (2012),“Vibrational spectroscopy as a probe of molecule-based devices”, Chem Soc Rev 41(5), pp.1929-1946 49 Eravuchira P J., Banchelli M., D’Andrea C., Angelis M D., Matteini P., and Gannota I (2020), “Hollow core photonic crystal fiber-assisted Raman 96 spectroscopy as a tool for the detection of Alzheimer’s disease biomarkers”, J of Biomedical Optics, 25(7), 077001 50 Fedotov A B., Konorov S O., Kolevatova O A., Beloglazov V I., Skibina N B., Shcherbakov A V., and Zheltikov A M (2002), “Waveguide modes of hollow photonic-crystal fibers”, JETP Letters, 76(6), pp 341-345 51 Feng Y., Taylor L (2008), “Multiwatts narrow linewidth fiber Raman amplifiers, Optics Express, 16(15), pp 10927-10932 52 Feng X., Yuan J., Mei C., Li F., Kang J., Yan B., Zhou X., Wang K., Sang X., Yu C., and Farrell G (2018), “Mid-Infrared Self-Similar Pulse Compression in a Tapered Tellurite Photonic Crystal Fiber and Its Application in Supercontinuum Generation”, Journal of Lightwave Technology 36(16), pp 3514-3521 53 Fuchs V and Beaudry G (1975), “Effect of damping on nonlinear threewave interaction”, J Math Phys., 16(3), pp.616-619 54 Giovanardi F., Cucinotta A., and Vincetti L (2017), “Inhibited coupling guiding hollow fibers for label-free DNA detection”, Opt Express, 25(21), pp.26215-26220 55 Glauber R J (1963), “The Quantum Theory of Optical Coherence”,Physical Review, 130(6),pp 2529-2539 56 Gorbunov V A (1984), “Formation and amplification of ultrashort optical pulses as a result”, Sov J Quant Electron,14(8), pp 1066-1073 57 Grasyuk A.Z., Losev L L., A D., and Sazonov S N (1989), “Compression of light pulses by stimulated Raman scattering without a frequency shift”,Soviet Journal of Quantum Electronics, 19(8), pp 1045-1053 58 Green J T., Sike D E., and Yavuz D D (2009), “Continuous–wave high– power rotational Raman generation in molecular deuterium”, Opt Lett, 34(17), pp 2563-2565 97 59 Haapamaki C.M.,Flannery J., Bappi G., Maruf R Al, Bhaskara S V., Alshehri O., Yoon T., and Bajcsy M (2016), “Mesoscale cavities in hollow-core waveguides for quantum optics with atomic ensembles”, Nanophotonics,5(3), pp 392-408 60 Hellwarth R (1963), “Theory of stimulated Raman scattering”,Physical Review 130(5), pp 1850-1856 61 Herring G., Dyer M.J., and BischelW.K (1986), “Temperature and density dependence of the linewidths and line shifts of the rotational Raman lines in N2 and H2”, Physical Review A, 34(3), pp 1944-1951 62 Hosseini P., Novoa D., Abdolvand A., and Russell P. St. J (2017), “Enhanced Control of Transient Raman Scattering Using Buffered Hydrogen in Hollow-Core Photon Crystal Fibers”, Phys Rev Lett., 119, 253903 63 Hosseini P., ErmolovA., TaniF., NovoaD., and RussellP St J (2018), “UV Soliton Dynamics and Raman-Enhanced Supercontinuum Generation in Photon Crystal Fiber”, ACS Photons, 5(6), pp 2426-2430 64 Hosseini P., Abdolvand A.,and Russell P St J (2017),“Generation of spectral clusters in a mixture of noble and Raman-active gases: publisher’s note”, Optics Letters, 42(3), pp.522-522 65 Islam M (2004), “Raman Amplifiers for Telecommunications 1: Physical Principles”, Springer series in Optial Sciences vol 90/1 66 Jacobs R R., Goldhar J., Eimerl D., Brown S B., and Murray J R (1980), “High efficiency energy extraction in backwardwave Raman scattering”,Applied Physics Letters, 37(3), pp 264-266 67 Johnson S.G., Joannopoulos J.D (2001), “Block-iterative frequencydomain methods for Maxwell’s equations in a planewave basis”,Opt Express, 8(3), pp.173-190 98 68 John M Dudley and J Roy Taylor (2009), “Ten years of nonlinear optics in photonic crystal fibre”, Nature Photons, Progress article, 3, pp 85-90 69 John, S (1987), “Strong localization of phô tôns in certain disordered dielectric”,Phys Rev Lett., 58(23), pp.2486-2489 70 Johnson L A , GordonD F., PalastroJ P., and HafiziB (2017), “Backward Raman Amplification in the Long-wavelength Infrared”, Physics of Plasmas,24, 033107 71 Khetani A RiordonJ., Tiwari T., Momenpour A., Godin M., and Anis H (2013), “Hollow core photonic crystal fiber as a robust Raman biosensor”, Optics Express, 21(10), pp.12340-12350 72 Lee H., Kim J., and Suk H (2004), “Solitary wave generation by two counter-propagating laser pulses in a plasma”, Journal of the Korean Physical Society, 44(5), pp 1246-1249 73 Li H., Wei H., Cui Y., Zhou Z., and Wang Z (2020), “Pure rotational stimulated Raman scattering in H2-filled hollow-core photonic crystal fibers”, Optics Express, 28(16), pp.23881-23897 74 Liu S., GaoW., LiH., and DongY (2014), “Liquid-filled simplified hollowcore photonic crystal fiber”, Optics & Laser Technology, 64, pp.140-144 75 Long D A (2002), Quantum Mechanical Theory of Rayleigh and Raman Scattering, Chapter 6, Wiley Online Library 76 Loranger S , Russell P St J., and Novoa D (2020), “Sub-40 fs pulses at 1.8 µm and MHz repetition rates by chirp-assisted Raman scattering in hydrogen-filled hollow-core fiber”, J of the Opt Soc of AmericaB, 37(12), pp 3550-3556 77 Maier M., W Kaiser, and Giordmaine J (1969), “Backward Stimulated Raman Scattering”,Physical Review, 177(2), pp 580-586 99 78 Malkin V M., Shvets G., and Fisch N J (1999), “Fast Compression of Laser Beams to Highly Overcritical Powers”, Phys Rev Lett., 82(2), pp 4448-4451 79 Malkin V M., and Fisch N J (2010), “Quasitransient backward Raman amplificaton of powerful laser pulses in dense plasmas with multicharged ions”, Phys Plasma, 17(7), 073109 80 Masum B M., Aminossadati S M., Kizil M S., Leonardi C R (2019), “Numerical and experimental investigations of pressure-driven gas flow in hollow-core photonic crystal fibers”, Appl Opt, 58(4), pp.963-972 81 Meng L S., Roos P A and Carlsten J L (2002), “Continuous-wave rotational Raman laser in H2”, Opt Lett, 27(14), pp.1226-1228 82 Menyuk C R., Levi D., Winternitz P (1992), “Self-Similarity in stimulated Raman scattering”, Phys Rev Lett., 69(21), pp.3048-3051 83 Mildren R P., Convery M., Pask H M., Piper J A., and Mckay T (2004), “Efficient, all-solid-state, Raman laser in the yellow, orange and red”, Optics Express,12(5), pp 785-790 84 Mishra V., and Varshney S K (2019), “Interplay between Raman selffrequency shift and cross-phase modulation in the vector-soliton of a birefringent fiber”, Journal of the Optical Society of AmericaB, 36(7), pp.1806-1815 85 Montz Z., Ishaaya A A (2020), “Applying tiling and pattern theory in the design of hollow-core photonic crystal fibers for multi-wavelength beam guidance”,Sci Rep, 10, 19697 86 Mridha M K., Novoa D., Bauerschmidt S T., Abdolvand A., and Russell P St.J (2016), “Generation of a vacuum ultraviolet to visible Raman frequency comb in H2-filled kagomé photonic crystal fiber”, Optics letters, 41(12), pp.2811-2814 100 87 Mukamel S (1999), Principles of nonlinear optical spectroscopy, Oxford series on optical & imaging science 88 Nampoothiri A V V., Jones A M., Fourcade-Dutin C., Chenchen Mao, Neda Dadashzadeh, Bastian Baumgart, Wang Y.Y., Alharbi M., Bradley T., Neil Campbell, Benabid F., Washburn B R., Corwin K L., and Rudolph W (2012), “Hollow-core Optical Fiber Gas Lasers (HOFGLAS): a invited review”, Opt Mater Exp, 2(7), pp 948-961 89 Nazarkin, A., Korn G., Wittmann M., and Elsaesser T (1999), “Generation of Multiple Phase-Locked Stokes and Anti-Stokes Components in an Impulsively Excited Raman Medium”,Physical review letters,83(13),pp.2560-2563 90 Nazarkin, A., Abdolvand A., and Russell P St J (2009), “Optimizing antiStokes Raman scattering in gas-filled hollow-core photon crystal fibers”, Physical Review A, 79(3), 031805 91 Nazarkin, A., Abdolvand A., Chugreev A V., and Russell P St J (2010), “Direct Observation of Self-Similarity in Evolution of Transient Stimulated Raman Scattering in Gas-Filled Photonic Crystal Fibers”,Physical review letters,105(17), 173902 92 Nguyen Manh Thang (2013),Stimulated Raman Scattering in Gas Filled Hollow-Core Photon Crystal Fibres, Ph D thesis, Universität ErlangenNürnberg 93 Nikodem M (2020), “Laser-Based Trace Gas Detection inside HollowCore Fibers: A Review”, Materials, 13(18), pp.3983-3993 94 Ohae C., Zheng J., Ito K., Suzuki M., Minoshima K., and Katsuragawa M (2018), “Tailored raman-resonantfour-wave-mixing processes”, Optics Express, 26(2), pp.1452-1460 101 95 Ouzounov D G., Ahmad F R., Muller D.,Venkataraman N., Gallagher M T., Thomas M G., Silcox J., Koch K.W., and Gaeta A.L (2003), “Generation of Megawatt Optical Solitons in Hollow-Core Photonic BandGap Fibers”, Science, 301(5640), pp.1702-1704 96 Penzkofer A., Laubereau A., and Kaiser W (1978), “High intensity Raman interactions”,Progress in Quantum Electronics,6(2),pp 55-140 97 Pelouch W S (2016), “Raman Amplification: An Enabling Technology for Long-Haul Coherent Transmission Systems”, J of Lightwve Techn, 34(1), pp 6-19 98 Picozzi A and Haelterman M (1998), “Spontaneous formation of symbiotic solitary waves in a backward quasi-phasematched parametric oscillator”, Opt Lett., 23(23), pp.1808-1810 99 Qing Jia, Kenan Qu, and Nathaniel J Fisch (2020), “Optical phase conjugation in backward Raman amplification”, Optics Letters,45(18), pp.5254-5257 100 Raman C.V (1928), A new radiation,Indian Journal of physics 2, pp 387-398 101 Raymer, M and Mostowski J (1981), “Stimulated Raman scattering: unified treatment of spontaneous initiation and spatial propagation”,Physical Review A, 24(4), 1980 102 Raymer M., Walmsley I and Wolf E (1990), Progress in Optics XXVIII, Chapter 103 Rishøj L., Tai B., Kristensen P., and Ramachandran S (2019), “Soliton self-mode conversion: revisiting Raman scattering of ultrashort pulses”, Optica,6(3), pp.304-308 104 Russell P St J (2003), “Photon crystal fibers”,Science, 299(5605), pp 358-362 102 105 Russell P St J (2006), “Photonic-crystal fibers,Journal of lightwave technology,24(12),pp 4729-4749 106 Russell P St J., Hölzer P., Chang W., Abdolvand A & Travers J C (2014), “Hollow-core photonic crystal fibres for gas-based nonlinear optics”, Nature Photonics 8(4), pp.278-286 107 Saleh, B.E., and TeichM.C (2007), Fundamentals of photons, Chapter 9, Vol 32, Wiley-Interscience Hoboken, NJ 108 Saleh M F., Chang W., Hölzer P., Nazarkin A., Travers J C., Joly N Y., Russell P St J., and Biancalana F (2011), “Theory of PhotoionizationInduced Blueshift of Ultrashort Solitons in Gas-Filled Hollow-Core Photon Crystal Fibers”, Phys Rev Lett., 107, 203902 109 Shen, Y R and Bloembergen N (1965), “Theory of stimulated Brillouin and Raman scattering”,Physical Review, 137(6A), pp A1787-1805 110 Sentrayan K., Michael A and Kushawaha V (1993), “Intense backward Raman lasers in CH4 and H2”,Applied optics, 32(6), pp 930-934 111 Sheng Q., Li R., Lee A J., Spence D J and Pask H M (2019), “A singlefrequency intracavity Raman laser”, Optics Express,27(6), pp 8540-8553 112 Schmid T., P Dariz (2019), “Raman Microspectroscopic Imaging of Binder Remnants in Historical Mortars Reveals Processing Conditions”, Heritage 2(2), pp 1662–1683 113 Shutova M., Shutov A D., Zhdanova A A., Thompson J V., and Sokolov A V (2019), “Coherent Raman Generation Controlled by Wavefront Shaping”, Scientific Reports, 9, 1565 114 Sokolov A V., Walker D R., Yavuz D D., Yin G Y., Harris S E (2000), “Raman generation by phased and antiphased molecular states”,Physical review letters, 85(3), pp 562-565 103 115 Sprague M R., Michelberger P S., Champion T F M., England D G., Nunn J., Jin X.-M., Kolthammer W S., Abdolvand A., Russell P St J.,Walmsley I A (2014), “Broadband single-photon-level memory in a hollow-core photonic crystal fibre”, Nature Photonics, 8(4), pp.287-291 116 Supradeepa V R., Feng Y., and Nicholson J W (2017), “Raman fiber lasers”, J Opt,19(2), 023001 117 Supadeepa V R., Jeffrey W Nichsolson, Clifford E Headley, Man F Yan, Bera Palsdottir, and Dan Jakobsen (2013), “A high efficiency architecture for cascaded Raman fiber laser”, Opt Express,21(6), pp 7148-55 118 TraversJ C., GrigorovaT F., BrahmsC and BelliF., (2019), “High- energy pulse self-compression and ultraviolet generation through soliton dynamics in hollow capillary fibres”,Nature Photonics, 13, pp.547–554 119 Wang, Y Y., Wu C., Couny F., Raymer M G., and Benabid F (2010), “Quantum-Fluctuation-Initiated Coherence in Multioctave Raman Optical Frequency Combs,Physical review letters., 105(12), 123603 120 Wang C-S (1969), “Theory of stimulated Raman scattering”, Physical Review,182(2), pp 482-494 121 Woodbury E (1962), “Ruby Laser Operation in The Near IR”,proc IRE, 50(11), p 2367 122 Welch M G., Cook K., Correa R A., Gerome F, Wadsworth W J., Gorbach A V., Skryabin D V., and Knight J C (2009), “Solitons in Hollow Core Photonic Crystal Fiber: Engineering Nonlinearity and Compressing Pulses”, Journal of Lightwave Technology, 27(11), pp.16441652 123 Yablonovitch E (1987), “Inhibited Spontaneous Emission in Solid-State Physics and Electronics”, E Phys Rev Lett., 58(20), pp 2059–2062 104 124 Yang W., Conkey D B., Wu B., Yin D., Hawkins A R., and Schmidt H (2007), “Atomic spectroscopy on a chip”, Nat Photon, 1(6), pp.331–335 125 Yadong W., Anderson M., Coen S., Murdoch S G., and Erkintalo M (2018), “Stimulated Raman Scattering Imposes Fundamental Limits to the Duration and Bandwidth of Temporal Cavity Solitons”, Phys Rev Lett., 120(5), 053902 126 Yao X., Feng Q., Li W., Zheng Q., Wang Y (2020), “A Channel Model to Deal with Distributed Noisesand Nonlinear Effects in a Fiber System withDistributed Raman Amplifiers”, Appl Sci., 10(1), pp.133-142 127 Yeh P., Yariv A., and Marom E (1978), “Theory of Bragg fiber”, J Opt Soc Am., 68(9), pp.1196–1201 128 Yu R., Chen Y., Shui L., Xiao L (2020), “Hollow-Core Photonic Crystal Fiber Gas Sensing”,Sensors,20(10), pp.2996-3004 129 Zhdanova, A A., Zhi, M & Sokolov, A V (2018), “Chapter 13 Coherent Raman Generation in Solid-State Materials Using Spatial and Temporal Laser Field Shaping”, Frontiers and Advances in Molecular Spectroscopy, pp.395-420 130 Zhang L., Jiang H., Yang X., Pan W., ad Fenbg Y (2016), “Ultrawide wavelength tuning of a cascaded Raman radom fiber laser”, Opt Lett., 41(2), pp 215-218 131 Zhang X., Ding S., Wang Q., Su F., Li S., Fan S., Zhang S., Chang J., Wang S., & Liu Y (2006), “Theoretical models for the extracavity Raman laser with crystalline Raman medium”, Applied Physics B, 85, pp.89-95 132 Galina Nemova, Raman Kashyap (2007), Novel fiber Bragg grating assisted plasmon-polariton for bio-medical refractive-index sensors, J Mater Sci: Mater Electron 18, S327–S330 105 ... CHƯƠNG TÁN XẠ RAMAN VÀ TƯƠNG TÁC RAMAN TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG 1.1 Tán xạ Raman tự phát tán xạ Raman cưỡng 1.1.1 Tán xạ Raman tự phát 1.1.2 Tán xạ Raman cưỡng mối... CƠNG NGHỆ QN SỰ THÁI DỖN THANH NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC TÁN XẠ RAMAN CƯỠNG BỨC TRONG MÔI TRƯỜNG PHI TUYẾN CHỨA TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI RỖNG Chuyên ngành: Mã số: Quang học 9.44.01.10 LUẬN ÁN... thích áp suất khí chứa HC-PCF lên tín hiệu phát chế độ tương tác thuận Do đề tài ? ?Nghiên cứu tương tác tán xạ Raman cưỡng môi trường phi tuyến chứa sợi tinh thể quang tử lõi rỗng? ?? góp phần hồn