Преобразование широкополосного ИК излучения по частоте при изменении условий накачки и параметров нелинейного кристалла

• Автор: Ефременко, Вячеслав Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Глава 1. 1.1. 1.2.

1.3. Глава 2.

Преобразование широкополосного излучения в нелинейнооптических кристаллах

Определение качества оптических кристаллов и исследование оптических свойств

Нелинейнооптические преобразования излучения в одноосных отрицательных кристаллах

Влияние различных факторов на спектральный состав преобразованного излучения

Определение оптической однородности кристалла и исследование его оптических свойств

Исследования оптической неоднородности кристаллов бесконтактным методом

Электрорефракция в кристалле ниобата лития

Изменение угла между индуцированными оптическими осями ниобата лития во внешнем электрическом поле
Экспериментальное измерение угла между оптическими осями кристалла ниобата лития, помещенного во внешнее электрическое поле
Электрооптический метод определения направлений кристаллофизических осей в кристалле 1л№Юз
Определение угловых характеристик амплитудных электрооптических модуляторов
Наблюдение изображения объектов на фоне коноскопических фигур
Электрооптический затвор немонохроматического излучения
Выводы

Глава 3.

Глава 4.

Нелинейнооптическое преобразование излучения в одноосных отрицательных кристаллах
Преобразование широкополосного излучения в кристалле ЫМЮз из ИК области спектра в видимую область
Преобразование инфракрасного излучения с ультрафиолетовой широкополосной накачкой
Экспериментальные исследования преобразования широкополосного излучения по частоте в нелинейных оптических кристаллах
Экспериментальные исследования спектральных характеристик преобразователя теплового изображения 68 Выводы
Методы управление спектральным составом преобразованного излучения
Влияние расходимости немонохроматического излучения на процессы ап-конверсии
Влияние температуры объекта на процесс преобразования ИК излучения в тепловизоре
Влияние ширины спектра теплового излучения на процессы нелинейно-оптического преобразования
Влияние поляризации ИК излучения на спектр преобразованного излучения
Повышение эффективности нелинейно-оптического преобразования теплового излучения за счет использования нескольких кристаллов
Электрооптическое управление преобразованным излучением
Выводы,
Заключение
Библиографический список

Среди устройств, использующих принципы нелинейной оптики, особое место занимают преобразователи теплового широкополосного излучения. Использование света, излучаемого. лазером или мощным нелазерным источником, приводит к нелинейному взаимодействию электрического поля световой волны с нелинейной средой, при котором нарушается принцип суперпозиции и создаются условия для генерации гармоник на суммарных и разностных частотах. Это происходит из-за того, что напряженность электрического поля световой волны становится соизмеримой с внутренними электрическими полями в кристаллах. Нелинейно-оптические кристаллы широко используются в качестве преобразующих и управляющих элементов во многих оптоэлектронных приборах [1].
Генерация суммарных частот используется в «ап-конверторах», то есть преобразователях частоты вверх, с их помощью оптические сигналы инфракрасного (ИК) диапазона трансформируются в видимую область спектра, что применяется для визуализации тепловых объектов [2].
В последнее время вызывают интерес процессы преобразования по частоте излучения с широким спектром в нелинейнооптических кристаллах. Было показано, что при одинаковых уровнях накачки эффективность преобразования широкополосного излучения может быть даже значительно выше, чем для лазерного излучения. Основным преимуществом в данном способе преобразования ИК изображения является отсутствие геометрических искажений изображения.
Процессы преобразования излучения в оптическом кристалле подвержены влиянию внешних воздействий. При приложении внешнего электрического поля изменяются показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей, что сказывается на синхронных

2.7. НАБЛЮДЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА НА ФОНЕ КОНОСКОПИЧЕСКИХ ФИГУР
Любопытным фактом является возможность наблюдения коноскопических фигур, когда вместо точечного источника света 1 (рис.2.7.1) имеется протяженный источник. Таким источником может быть любой хорошо освещенный объект - участок дневного неба, освещенное окно и так далее. Причиной этому является то, что любой луч, пройдя поляроид 2 и попадая в кристалл 4, разделяется на два когерентных между собой луча (обыкновенный и необыкновенный). Эти лучи проходят поляроид 6 и приобретают возможность интерферировать в одной из точек фокальной плоскости 7 объектива 5. Любые другие лучи, выходящие из кристалла 4 под тем же углом, что и выше указанный, так же попадают в ту же фокальную точку и так же интерферируют [22]. Непременным условием когерентности лучей и их интерференции является наличие поляроидов 2 и 6.
Отметим, что Лобаню А.Н. удалось наблюдать визуально коноскопические фигуры в кристалле ЬіІЧЬОз на фоне протяженных освещенных объектов (при этом изображение окружающих объектов он не наблюдал). В этом случае поляризаторами служили скошенные грани кристалла (призма Френеля), от которых происходило полное отражение лучей. Объективом 5 являлся глаз человека.
В нашем случае свет от источника 1 (от точечного или протяженного) не проходит через систему, изображенную на рис.2.7.1, когда поляроиды 2 и 6 скрещены. При помещении между линзами' 3 и 5 кристалла 4 система “просветляется”.
Нами обнаружено, что в этом случае, при наличии протяженного источника излучения 1, на экране 7 наблюдается две наложенных одна на другую картины - коноскопическая картина кристалла 4 и четкое изображение протяженного объекта 1. Если протяженным источником излучения являются окружающие предметы, то на экране 7 наблюдается их четкое, резкое изображение с наложенным изображением коноскопической фигуры кристалла 4.