Optik fiberlerde dejenere dört dalga karışımı ve kuvantum gürültüsü analizi

Abstract

Parametrik amfiler ve osilatörler teorik olarak uzun süredir araştırılan bir alan olsa da, fiberler kullanılarak yapılan parametrik amfiler daha yeni yeni dikkat çekmeye başlamıştır. Bu tezde, fiberlerde görülen doğrusal olmayan davranışlar genel olarak anlatılmış ve bu davranışların uygulamalarından olan parametrik yükseltme ve parametrik osilasyon işlemleri incelenmiştir. Optik fiberlerde parametrik işlemin kaynağı dört dalga karışımıdır. Dört dalga karışımında dejenere ve dejenere olmayan durumlar için klasik bağlaşık alan denklemleri çıkarılıp, dejenere durum için bağlaşık denklemler normalize edilip sayısal olarak çözümlemesi yapılmıştır. Bu denklemlerin analiz sonuçları kullanılarak, dejenere dört dalga karışımını kullanan fiber optik parametrik amfi ve osilatörlerde kuvantum gürültüsü analizi yapıldıktan sonra hem amfilerde hem de osilatörlerde genlik sıkıştırması olan bölgeler bulunduğu sayısal olarak gösterilmiştir.

Although parametric amplifiers and oscillators represent a relatively old field of theorical research, parametric amplifiers using optical fibers has attracted attention recently. In this thesis, nonlinearities in optical fibers are generally discussed and parametric amplification and parametric oscillation processes, which are a couple of applications of these nonlinearities are studied. The source of parametric process in optical fibers is four wave mixing. Classical coupled field equations of four wave mixing for degenerate and nondegenerate cases are analyzed and numerically solved after normalization of the coupled equations. By using the results of the coupled equation analysis, quantum noise analysis in fiber optic parametric amplifiers and oscillators using degenerate four wave mixing is done and it is numerically shown that there exists amplitude squeezing in both amplifiers and oscillators.