Голографические решетки в кристаллах титаната висмута для измерительных систем оптических датчиков

• Автор: Агеев, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 148 с.

* Содержание

1. Фоторефрактивный эффект и двухволновое взаимодействие световых пучков в электрооптических кристаллах

1. 1 Фоторефрактивный эффект в электрооптических кристаллах

** 1.1.1 Одноуровневая модель зонного переноса

1.1.2 Двухуровневая модель зонного переноса

1.1.3 Модель с несколькими зарядовыми состояниями

ловушечных центров

1.1.4 Модель с мелким ловушечным уровнем и глубоким

донорным уровнем в нескольких зарядовых состояниях

1.2 Двухволновое взаимодействие в фоторефрактивных кристаллах

* 1.2.1 Механизмы изменения оптических свойств среды

1.2.2 Двухпучковое взаимодействие в пропускающей геометрии
1.2.3 Двухпучковое взаимодействие в отражательной геометрии
1.3 Выводы
2. Динамика фоторефрактивного отклика в кристаллах
силленитов с мелкими ловушками

2.1. Фоторефрактивный отклик кристаллов с глубокими донорными и мелкими ловушечными центрами при диффузионном механизме
формирования решеток
2.1.1. Динамика отклика при постоянных средних значениях
концентраций

2.1.2. Динамика фоторефрактивного отклика при формировании фоторефрактивной решетки после выдержки кристалла
в темповых условиях
2.2. Фоторефрактивный отклик кристаллов с глубокими донорными и мелкими ловушечными центрами во внешнем электрическом поле при смешанном дрейфово-диффузионном механизме
формирования решеток
2.3 Выводы
3. Экспериментальное исследование динамики фотоиндуцированных эффектов в кристаллах титаната висмута
3.1 Экспериментальная установка для исследования динамики формирования
отражательных голографических решеток в фоторефрактивных кристаллах
3.2 Методика проведения эксперимента
3.3. Экспериментальные исследования динамики формирования отражательных фоторефрактивных решеток в кристаллах титаната висмута в условиях фотоиндуцированного поглощения
3.3.1. Динамика формирования отражательной фоторефрактивной решетки в номинально нелегированном кристалле титаната висмута среза (111)
3.3.2. Динамика формирования отражательной фоторефрактивной решетки в номинально нелегированном кристалле титаната висмута среза (100)
3.3.3. Динамика формирования отражательной фоторефрактивной решетки в легированном кальцием и галлием кристалле титаната висмута среза (111)
3.4 Выводы

4. Адаптивная обработка динамических спекловых полей с помощью отражательных голограмм, сформированных в кристаллах титаната висмута без приложения внешнего поля
4.1. Экспериментальное исследование динамики формирования
фоторефрактивной решетки немодулированной картиной спеклового
поля в отражательной геометрии в кристаллах • титаната висмута среза (100)
4.1.1. Сравнительный анализ динамики формирования отражательных голограмм лазерным пучком без спекловой структуры в кристаллах титаната висмута, легированных различными примесями
4.1.2. Экспериментальная установка для исследования формирования отражательных решеток смодулированными лазерными пучками со спекловой структурой
4.1.3. Результаты экспериментов по динамике формирования отражательных решеток в фоторефрактивном кристалле немодулированной картиной спеклового поля и по влиянию на сформированную голограмму некогерентной подсветки
4.2. Экспериментальное исследование выделения модуляционного
сигнала с помощью адаптивного фильтра на основе
фоторефрактивных голограмм
4.2.1. Экспериментальная установка для выделения модуляционного сигнала на адаптивном фильтре на основе отражательной фоторефрактивной голограммы
4.2.2. Экспериментальное исследование влияния временной модуляции входного спеклового пучка на выходной сигнал голографического фильтра на основе отражательной
решетки в кристалле титаната висмута среза (100)

1 ю юо 1М03
Средняя интенсивность света /,ь Вт/м
Рис. 2.2. Зависимость коэффициента Аг от средней интенсивности /0 для решетки отражательного типа с периодом Л = 0.1 мкм для различных значений концентрации мелких ловушек, таких же, как и для рис. 2.1: 1 - Мт = 1.2 ПО25 м'3, 2 - Мт = 3.1*1023 м'3,3 - Мт = 3.1*1022 м'3.
Отсюда следует, что для решеток отражательного типа зависимость постоянной А2 от средней интенсивности световой картины существенно отличается от таковой для пропускающих решеток. С уменьшением концентрации мелких ловушек эта зависимость не исчезает, а изменяет форму: по мере уменьшения концентрации мелких ловушек изменение постоянной А 2 становится почти скачкообразным при увеличении интенсивности от 10 до 50 Вт/м2.
Динамика нарастания амплитуды поля пространственного заряда, формирующего фоторефрактивную решётку с пространственным периодом Л = 3мкм и контрастом т = 0.01 при стационарных концентрациях п0, 1Ч0 и
М0 в кристалле с концентрацией мелких ловушек Мт =1.2-1025м'3, представлена для различных средних интенсивностей на рис. 2.3. Формирование в кристалле под действием неоднородного освещения поля пространственного заряда, связанного с фотоионизацией глубоких донорных центров, происходит быстро. Наличие процесса, связанного с перераспределением зарядов между глубокими донорами и мелкими ловушками, приводит к медленному нарастанию амплитуды решётки в течение