WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Генерация пространственных субгармоник наблюдалась и при приложении внешнего электрического поля E0||K вдоль оси [001] кристалла. Интенсивность света I1/2 в порядке 1/2 была приблизительно в 6 раз боль ше при ориентации поля E0||[110], чем при E0||[001].

Поэтому основные измерения были сделаны для первой ориентации внешнего поля.

Рис. 5. Зависимость интенсивности света в дробных дифракПоляризационные свойства светового ционных порядках от коэффициента модуляции падающей на поля при дифракции на основной кристалл интерференционной картины. a — ослабление IS, b — ослабление IP.

фоторефрактивной решетке и ее пространственных субгармониках При считывании формируемых в кристалле после геосновной фоторефрактивной решетки носит пороговый нерации субгармоник фоторефрактивных решеток единхарактер (при прочих неизменных параметрах). В наственнымпучкомсвета IS (или IP) соответствующая диших экспериментах для стационарного режима генерафракционная картина релаксирует в течение нескольких ции субгармоник мы исследовали зависимость I+3/2(m), минут. Это позволило провести исследование поляризаI-3/2(m) и I±1/2(m) интенсивности света в дробных ции света в дифракционных максимумах и возможности дифракционных порядках (рис. 2) от величины коэффиинтерференции их друг с другом. Проведенные нами эксциента модуляции m падающей на кристалл интерференперименты для =16 µm показали, что при считывании ционной световой картины. На рис. 5 представлены редифракционной картины пучком IS (рис. 2) поляризация зультаты измерений этих зависимостей, нормированных света в дифракционном порядке +1 почти параллельна, а на суммарную интенсивность света I0 в дифракционных в дифракционных порядках 1/2, -3/2 и +3/2 почти ормаксимумах ±1, 1/2 и ±3/2. Все измерения провотогональна к вектору поляризации для дифракционного дились при амплитуде внешнего электрического поля максимума -1. Мы также установили, что в этом случае E0 = 10.1kV/cm (f = 300 Hz) и периоде основной интерференция между пучками света -1 и +1, -3/2 и решетки =16.9 µm. При этом в начале эксперимента +3/2, -3/2 и 1/2, +3/2 и 1/2 является сильной (козначение m на входной грани кристалла устанавливалось эффициент видности интерференционных полос близок равным 1, а затем уменьшалась интенсивность либо к единице), в то время как интерференция между -1 и пучка IS, либо IP (рис. 2).

1/2, -1 и -3/2, -1 и +3/2 очень слабая. Заметим, что Из рис. 5 видно, что уменьшение интенсивности при других периодах основной решетки исследования IS < IP падающего на кристалл сигнального пучка поляризации света в дифракционных порядках дают те сначала приводит к незначительному увеличению интенже результаты, что и для =16 µm.

сивности I+3/2(m) и I±1/2(m), затем к резкому спаду Дифракция света в дробные порядки 1/2, +3/2 и с плавным переходом к режиму слабой зависимости -3/2 имела сравнительно низкую эффективность (не этой интенсивности от величины m. Подобным образом более 1% по отношению к интенсивности пучка в -ведет себя и зависимость I-3/2(m), но при уменьшении порядке), а дифракция света в основной +1 порядок была интенсивности IP < IS падающего на кристалл пучка достаточно эффективной ( 20%).

накачки.

При уменьшении интенсивности IP < IS интенсивности I+3/2(m) и I±1/2(m) резко падают, а затем происходит Зависимость интенсивности переход к режиму слабой зависимости от величины m.

дифракционных порядков от периода Точно так же ведет себя зависимость I-3/2(m), но при и глубины модуляции основной уменьшении интенсивности IS < IP (рис. 5). Таким образом, наблюдается зеркальная симметрия в качественном интерференционной решетки поведении зависимостей I+3/2(m) и I±1/2(m).

Из представленного авторами работ [9,12,17,18] ана- Нами также была исследована зависимость интенсивлиза следует, что зависимость эффективности генерации ности света I+3/2(), I-3/2() и I±1/2() в дифракципространственных субгармоник от глубины модуляции онных порядках ±1/2, +3/2 и -3/2 соответственно от 3 Журнал технической физики, 1997, том 67, № 36 Р.В. Литвинов, С.М. Шандаров, Д.В. Якимов, А.В. Решетько, С.Н. Питченко...

периода основной фоторефрактивной решетки. Все из- 3. В отличие от известных работ [1–9,11] мы наблюмерения были сделаны для внешнего поля с амплитудой дали эффект генерации пространственных субгармоник E0 = 10.1 kV/cm, частотой f = 300 Hz и при значении при достаточно малом контрасте интерференционной индекса модуляции m = 1 падающих на кристалл плос- картины m 0.15. Это не противоречит выводам ких световых пучков с апертурой a = 6mm и линейной работы [18], где для кристалла Bi12SiO20 с типичными паполяризацией вдоль оси [001].

раметрами при меандровом внешнем поле предсказаны Отметим, что при увеличении периода основной фопороговые значения контраста mth < 0.07 для генерации торефрактивной решетки от 6 до 20 µm эффективсубгармоники K/2.

ность света в порядках +3/2 и -3/2 в целом падала, а в 4. Зависимости интенсивностей соответствующих субпорядке ±1/2 росла. При этом незначительное изменегармоникам дифракционных максимумов от пространние величины периода основной решетки (на десятые ственного периода основной решетки и поляризациондоли микрометра) приводило к резкому (резонансному) ные свойства светового поля при дифракции считываюспаду или росту интенсивностей I+3/2 и I-3/2, в то время щего пучка могут быть связаны, по нашему мнению, с как уменьшение или увеличение интенсивности I±1/2 при двумя причинами. Первая заключается во влиянии брэгтаком локальном изменении было незначительным.

говских условий и пространственных спектров субгарРезультаты некоторых измерений, нормированных на моник и основной решетки на процессы дифракции света суммарную интенсивность света I0 в дифракционных как в режиме генерации, так и в режиме релаксации (счимаксимумах ±1, 1/2, ±3/2 (рис. 2), представлены в тывания) субгармоник. Второй причиной может быть таблице.

оптическая нелинейность в условиях многоволнового взаимодействия, которая ранее рассматривалась в рабо, µm I+3/2/I0 I-3/2/I0 I±1/2/I0 I+1/I0 I-1/Iтах [1,7,8,19] как основная причина генерации субгармо(per unit) (per unit) (per unit) (per unit) (per unit) ник. Возможно, что она оказывает лишь дополнительное 7.4 0.022 0.023 0 0.447 0.влияние на рассматриваемые эффекты нестабильности 8.4 0.037 0.032 0 0.410 0.поля пространственного заряда, связанные с процессами 10.7 0.019 0.02 0.001 0.408 0.переноса зарядов в знакопеременном поле.

13.5 0.039 0.033 0.002 0.410 0.Отметим, что при анализе процессов дифракции све16.0 0.009 0.010 0.006 0.420 0.та и многопучкового взаимодействия необходимо учи16.9 0.030 0.023 0.012 0.414 0.тывать естественное циркулярное и наведенное внеш17.8 0.013 0.013 0.020 0.418 0.ним электрическим полем линейное двулучепреломле19.0 0.003 0.003 0.003 0.418 0.ние кристаллов силленитов [26,31], которое в работах [12–19] не принималось во внимание.

Таким образом, в данной работе проведено детальное экспериментальное исследование генерации пространОбсуждение результатов ственных субгармоник фоторефрактивной решетки в кристалле Bi12SiO20 : Cd во внешнем меандровом элекВыше отмечалось, что в исследованном кристалле для трическом поле на длине волны светового излучения интервала пространственных периодов основной решет0 = 633 nm. Полученные результаты сопоставлены с ки =7-25 µmтеория[18] предсказывает возможность данными других работ и существующей теоретической генерации целого спектра субгармоник вследствие немоделью.

устойчивости решетки поля пространственного заряда.

Однако некоторые из исследованных нами эффектов не Данные исследования выполнены при частичной фиукладываются в рамки данной теоретической модели и нансовой поддержке Международного научного фонда не наблюдались ранее экспериментально.

(грант № RI 5000).

1. Слабая зависимость эффекта генерации пространственных субгармоник от частоты внешнего электричеСписок литературы ского поля для f > 90 Hz не согласуется с экспериментальными данными работы [5]. В то же время в соответ[1] Kukhtarev N.V., Krtzig E., Klich H.C. et al. // Appl. Phys.

ствии с предсказаниями теории [18] в высокочастотном B. 1984. Vol. 35. P. 17–21.

пределе такая зависимость должна отсутствовать.

[2] Mallick S., Imbert B., Ducollet H. et al. // J. Appl. Phys.

2. Близкие интенсивности света в дробных дифрак1988. Vol. 63. N 12. P. 5660–5663.

ционных порядках 1/2, +3/2, -3/2 при считывании [3] Webb D.J., Au L.B., Jones D.C. et al. // Appl. Phys. Lett.

дифракционной картины световым пучком -1 порядка 1990. Vol. 57. N 16. P. 1602–1604.

( 1% от считывающего пучка) и величина эффективно[4] Jones D.C., Lyuksyutov S.F., Solymar L. // Appl. Phys. B.

сти дифракции в +1 порядка ( 20%) свидетельствуют 1991. Vol. 52. P. 173–175.

о существовании в кристалле решеток 3K/2наряду с ре[5] Takacs J., Solymar L. // Opt. Lett. 1992. Vol. 17. N 4.

шетками K/2. Действительно, при каскадном процессе P. 247–248.

дифракции сначала из -1-го в +1-й порядок, а затем в [6] Takacs J., Schaub M., Solymar L. // Opt. Commun. 1992.

+3/2 ее эффективность не должна превосходить 0.2%. Vol. 91. P. 252–254.

Журнал технической физики, 1997, том 67, № Генерация пространственных субгармоник фоторефрактивной решетки в кристалле... [7] Novikov A., Odoulov S., Jungen R. et al. // J. Opt. Soc. Am.

B. 1992. Vol. 9. N 9. P. 1654–1660.

[8] Popov V., Shandarov E., Shandarov S. // J. Opt. Soc. Am.

B. 1992. Vol. 9. N 9. P. 1661–1665.

[9] Kwak C.H., Takacs J., Solymar L. // Opt. Commun. 1993.

Vol. 96. P. 278–282.

[10] Литвинов Р.В., Питченко С.Н., Решетько А.В. и др. // Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21. Вып. 4. С. 7–10.

[11] Pedersen H.C., Johansen P.M. // Opt. Lett. 1995. Vol. 20.

N 7. P. 689–691.

[12] Блендовский А., Оттен Д., Рингофер К. и др. // ЖЭТФ.

1992. Т. 102. Вып. 2(8). С. 406–423.

[13] Sturman B.I., Mann M., Ringhofer K.H. // Appl. Phys. A.

1992. Vol. 55. P. 235–241.

[14] Sturman B.I., Mann M., Ringhofer K.H. // Opt. Lett. 1992.

Vol. 17. N 22. P. 1620–1622.

[15] Sturman B.I., Mann M., Ringhofer K.H. // Opt. Lett. 1993.

Vol. 18. N 9. P. 702–704.

[16] Ringhofer K.H., Solymar L. // Appl. Phys. Lett. 1988. Vol. 53.

N 12. P. 1039–1040.

[17] Nestiorcin O.P. // Opt. Commun. 1991. Vol. 81. N 5.

P. 315–320.

[18] Sturman B.I., Mann M., Otten J. et al. // J. Opt. Soc. Am. B.

1993. Vol. 10. N 10. P. 1919–1932.

[19] Ringhofer K.H., Solymar L. // Appl. Phys. B. 1989. Vol. 48.

P. 395–400.

[20] Волков В.В., Каргин Ю.Ф., Литвинов Р.В. и др. // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 10. С. 74–78.

[21] Винецкий В.Л., Кухтарев Н.В., Обулов С.Г. и др. // УФН.

1979. Т. 129. С. 113–137.

[22] Kuchtarev N.V., Markov V.B., Odulov S.G. et al. // Ferroelectrics. 1979. Vol. 22. P. 949–960.

[23] Степанов С.И., Сочава С.Л. // ЖТФ. 1987. Т. 57. Вып. 9.

С. 1763–1766.

[24] Степанов С.И. // Оптическая голография с записью в трехмерных средах / Под ред. Ю.Н. Денисюка. Л.: Наука, 1986. С. 17–30.

[25] Shandarov S. // Appl. Phys. A. 1992. Vol. 55. P. 91–96.

[26] Stace C., Powell A.K., Walsh K. et al. // Opt. Commun. 1989.

Vol. 70. N 6. P. 509–514.

[27] Степанов С.И., Хатьков Н.Д., Шандаров С.М. // ФТТ.

1987. Вып. 10. С. 3054–3058.

[28] Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В. // Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. С.-Пб.:

Наука, 1992.

[29] Jonathan C.J.M., Hellwarth R.W., Roosen G. // IEEE J.

Quant. Electron. 1986. Vol. QE-22. N 10. P. 1936–1941.

[30] Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Пер. с англ. М.:

Мир, 1970. 364 с.

[31] Pauliat G., Besson C., Roosen G. // IEEE J. Quant. Electron.

1989. Vol. QE-23. N 7. P. 1736–1740.

Журнал технической физики, 1997, том 67, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.