Investigación

Calculation of temporal spreading of ultrashort pulses propagating through optical glasses

M. Rosete–Aguilar, F.C. Estrada–Silva, N.C. Bruce, C.J. Román–Moreno, and R. Ortega–Martínez

Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Circuito Exterior S/N, Apartado Postal 70–186, México, D.F., 04510, México.

Recibido el 16 de noviembre de 2007
Aceptado el 18 de febrero de 2008

Abstract

The chromatic dispersion of optical materials causes an optical pulse to spread as it propagates through the material. The pulse spreading is produced by the dependence of the group velocity on the frequency. In this paper we evaluate the temporal spreading of a pulse as it propagates through optical glass. We evaluate the dependence of group velocity on frequency in terms of the dependence of the phase refractive index of the glass on the wavelength of light. The dependence of the refractive index on the wavelength in glass is well known through the Sellmeier formula. Results are presented for 50, 80 and 100 fs pulses propagating a distance L, in BK7, SF14 and Fused Silica Schott optical glasses and verified by a model of the sum of Gaussian modulated frequencies.

Keywords: Ultrashort pulses; group velocity dispersion; group velocity; temporal spreading.

Resumen

La dispersión cromática de materiales ópticos ocasiona el ensanchamiento de un pulso óptico conforme se propaga a través del material. El ensanchamiento del pulso se produce por la dependencia de la velocidad de grupo con la frecuencia. En este artículo evaluamos el ensanchamiento temporal del pulso conforme se propaga en el vidrio óptico. Evaluamos la dependencia de la velocidad de grupo con la frecuencia en términos de la dependencia del índice de refracción de fase del vidrio con la longitud de onda de la luz. La dependencia del índice de refracción de fase con la longitud de onda en vidrios es bien conocida a través de la fórmula de Sellmeier. Se presentan resultados para pulsos de 50, 80 y 100 fs propagandose una distancia L en vidrios ópticos de Schott BK7, SF14 y Silica fundida los cuales son verificados usando un modelo de suma de frecuencias moduladas por una gaussiana.

Descriptores: Pulsos ultracortos; dispersión de la velocidad de grupo; velocidad de grupo; ensanchamiento temporal.

PACS: 42.65.Re

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References

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