Трансформации волновых полей при разночастотной записи и считывании динамических χ(2)-голограмм

• Автор: Милоглядов, Эдуард Викторович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Глава1. Трансформации волновых полей при записи и считывании голограмм с использованием различных оптических частот
Глава 2. Формирование изображений динамическими голограммами при многочастотной записи и считывании волновых полей в квадратично-нелинейных средах
2.1. Анализ трансформационных свойств динамических х(2)-голограмм
2.1.1. Трансформации волновых полей точечных источников динамическими -голограммами с восстановлением изображений на суммарных частотах
2.1.2. Запись динамических -голограмм с восстановлением изображений на разностных частотах
2.1.3. Общая картина полей локализации восстановленных изображений и аберраций при разночастотной записи и считывании динамических %(2) -голограмм
2.2. Аберрации третьего порядка и качество дифракционных изображений точечных источников при разночастотной записи и считывании динамических х<2)- голограмм
2.3. Сравнение трансформационных свойств динамических х<2)-голограмм и обычных голограмм
Выводы к главе
Глава 3. Экспериментальное исследование разночастотной записи и считывания наложенных х<2)- и х(3)-голограмм
3.1. Влияние конечной толщины среды на свойства х<2)- и Х<3)_ голограмм
3.1.1. Сравнительный анализ преобразования волновых полей объемными %(2>- и %<3)-голограммами

3.1.2. Неколлинеарпый фазовый синхронизм в кристалле КТР
3.2. Экспериментальное исследование полей локализации восстановленных изображений при разночастотной записи и считывании на суммарных и разностных частотах динамических х<2)-голограмм
3.2.1. Трансформации восстановленных изображений при разночастотной записи и считывании на суммарных частотах динамических у^22-голограмм с использованием плоских опорных волн
3.2.2. Исследование локализации восстановленных изображений при изменении положения опорного точечного источника
3.2.3. Исследование восстановленных изображений при считывании динамических у}2>-голограмм на разностных частотах
3.3. Многочастотная запись и считывание наложенных объемных динамических х(3)-голограмм в фоторефрактивных кристаллах
3.3.1 Трансформации изображений при восстановлении объемных
голограмм в условиях отличных от условий записи
3.3.2. Эксперименты по многочастотной записи и считыванию
наложенных объемных динамических у(32-голограмм
3.3.3.Эффективная широкополосная запись объемных динамических
голограмм в кристаллах С(1Р2:Са при комнатных температурах
3.4. Экспериментальное исследование аберраций изображений при разночастотной записи и считывании голограмм
Выводы к главе 3 Выводы Благодарности Список литературы

Актуальность темы.
Классическая голография предполагает использование для записи голограмм опорного и объектного источников одной и той же частоты излучения. Считывание голограмм может производиться как излучением той же частоты, так и частотами отличными от используемых при записи. Запись и считывание голограмм на разных частотах широко применяется для решения ряда задач современной науки и техники: недеструктивного восстановления изображений в системах передачи, хранения и обработки информации, изучения временных характеристик фотопроцессов, а также переноса инфракрасных и акустических изображений в видимую область спектра.
Однако изменение частоты излучения при считывании существенно меняет ряд важных параметров восстановленных изображений, включая их пространственную локализацию, масштаб и разрешающую способность, а также дифракционную эффективность голограмм. Таким образом, применительно к указанным задачам возникает необходимость изучения трансформаций волновых полей при разночастотной записи и считывании динамических и обычных голограмм, а также эффективности многочастотной записи наложенных голограмм с учетом характеристик реальных регистрирующих сред.
Вместе с тем за последние годы возник интерес к изучению процессов формирования голографических изображений в нелинейно-оптических средах с квадратичной нелинейностью (х<2)-голограмм), что связано с исключительно высоким быстродействием динамических голограмм (ДГ) такого типа и возможностями их применения для задач оптической обработки и передачи информации. В этом случае становится возможным использование для записи ДГ объектного и опорного-пучков с различными

2.1.2. Запись динамических %<2)-голограмм с восстановлением изображений на разностных частотах.
На основе развитого выше подхода рассмотрим теперь трансформационные свойства динамических х(2)-г°лограмм, формирующих изображения на разностных частотах.
Как упоминалось в начале главы, варианты, связанные с вычитанием частот, существенно отличаются в зависимости от того, в какой из пучков помещается объект. В случае понижения частоты частота объектной волны больше частоты опорной, в то время как при смещении частоты частота объектной волны, напротив, меньше, чем частота опорной. Результаты
рассмотрения обоих вариантов сведены в таблицу, представленную ниже:
Случай понижения частоты Случай смещения частоты
Ход рассуждений и математические преобразования в этих случаях полностью аналогичны приведенным в предыдущем параграфе диссертации, в котором анализировались трансформации изображений точечных источников при суммировании частот объектной и опорной волн. Согласно закону сохранения энергии, разностная частота генерируемой волны равна
сод = со0 - оэд (2.1.42А) Юд = сод -со0 (2.1.42В)
Возвращаясь к выражениям (2.1.5) и (2 поляризации среды запишем как: .1.7), фазы волн нелинейной
Фм ~ Фо~Ф к Ф Л'£ = Ф Я “Ф О
Подставляя в (2.1.4) и (2.1.6) в выражения для поля волны (1.19), генерируемой в бесконечно тонкой среде, получим, что поля генерируемых волн принимают вид:
~ Е0ЕЯ (2.1.43 А) Ел ~ £0Х,(2.1.43В)
Распределения фаз Ф’д волн разностной частоты в плоскости голограммы в нелинейной среде в обоих рассматриваемых случаях также повторяют с точностью до постоянной величины я распределения фаз соответствующих волн нелинейной поляризации. В вакууме распределения фаз Фд волн разностной частоты в параксиальном приближении принимают следующий вид