Quasi-analytische Beachtung der Materialdispersion bei der Propagation von fs Pulsen durch optische Systeme

Die Propagation von fs Pulsen durch optische Systeme kann in der Frequenzdomäne durchgeführt werden. Dazu wird der Puls harmonisch zerlegt und die einzelnen harmonischen Felder durch das System propagiert. Wir nutzen dafür die Konzepte des Unified Optical Modeling, in dem physikalische und geometrisch-optische Methoden kombiniert werden können. So nutzen wir zum Beispiel die geometrische Optik für die Propagation durch Linsen und rigorose Methoden für die Propagation durch Gitter. Eine besondere Herausforderung in der Pulssimulation stellt die Materialdispersion dar. Propagiert ein fs Puls durch ein Medium wie Glas, dann wird der Puls durch die Dispersion schnell deutlich länger. Numerisch bedeutet dies, dass ein entsprechend großes Zeitfenster bereitgestellt werden muss. Das verlangt ein sehr feines Sampling in der Frequenzdomäne so dass sehr viele harmonische Felder durch das System propagiert werden müssen. Wir stellen eine quasi-analytische Methode vor, mit der nach der Simulation mit wenigen harmonischen Feldern nachträglich das Zeitfenster geeignet vergrößert werden kann, um die Materialdispersionseffekte numerisch richtig und effizient zu behandeln.