Управление пространственным спектром лазерного излучения в фоторефрактивных и оптически неоднородных средах

• Автор: Ассельборн, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

1 Возможность управления пространственным спектром лазерного излучения наведением оптической неоднородности в фоторефрактивных средах. Обзор литературы
1.1 Фоторефрактивный эффект в электрооптических кристаллах
1.1.1 Зонная модель переноса
1.1.2 Механизмы формирования поля пространственного заряда
1.1.3 Механизмы изменения оптических свойств среды
1.1.4 Дифракция света на объемных фазовых решетках
1.2 Взаимодействие плоских воли в фоторефрактивных
средах
1.2.1 Двухволновое взаимодействие в пропускающей
и отражательной геометрии

1.2.2 Невырожденное двухволновое взаимодействие в переменном поле. Механизм "синхронного детектирования"
1.3 Солитонный эффект. Оптические волноводы в нелинейных средах. Индуцированная оптическая неоднородность
1.3.1 Солитонный эффект в нелинейных оптических средах
1.3.2 Самозахват когерентного излучения в фоторе-фрактивных средах
1.3.3 Фоторефрактивные солитоны во внешнем знакопеременном поле
1.4 Выводы к главе
2 Экспериментальное исследование самовоздействия
лазерного излучения в фоторефрактивпом кристалле в знакопеременном внешнем поле
2.1 Экспериментальная установка для исследования самовоздействия лазерного излучения в фоторефрактивном кристалле ниобата бария-натрия
2.2 Экспериментальное исследование параметров, влияющих на степень самовоздействия лазерного излучения. Наблюдение волноводного режима
2.3 Выводы к главе 2

3 Возможность управления пространственным спектром лазерного излучения в средах с оптической неоднородностью. Обзор литературы |
3.1 Оптические волноводы и оптический эффект Магнуса
3.1.1 Геометрические принципы волоконной оптики
3.1.2 Взаимовлияние траектории и поляризации при распространении света в изотропных средах. Оптический эффект Магнуса
3.2 Обращение волнового фронта. Четырехволновое взаимодействие
3.3 Возможность использования пространственного разделения потока фотонов по их спину в оптически неоднородных средах для определения эллиптичности состояния поляризации
3.4 Выводы к главе
4 Экспериментальная реализация пространственного разделения эллиптически поляризованного лазерного излучения на ортогонально циркулярно поляризованные компоненты
4.1 Экспериментальное исследование двухволпового смешения в фоторефрактивном кристалле ниобата бариянатрия
4.1.1 Экспериментальная установка для исследования двухволпового смешения при различных механизмах записи решеток в фоторефрактивном кристалле

направления внешнего поля Е в момент освещения кристалла изменение показателя преломления п имеет или положительное, или отрицательное значение, и наблюдается либо сужение, либо расширение пучка.
В работе [68] экспериментально наблюдалось изменение показателя преломления в фоторефрактивном кристалле ниобата бария-патрия ВагКаМЬбОщ обусловленное описанным выше механизмом самовоздействия света в среде. В этом кристалле наблюдалось явление самофокусировки [69], но солитонный режим достигнут не был.
В 2002 г. в работе [13] для кристалла ВагКаМЬйО^ были теоретически определены условия, при которых достигается солитонный режим, однако экспериментальные исследования не проводились. В данной работе получено нелинейное уравнение для поля пространственного заряда, формирующегося в кристалле при наличии синхронной с приложенным напряжением модуляции интенсивности света, и проведен его теоретический анализ. В результате показано, что поле пространственного заряда имеет две составляющие, которые дают вклад в различные механизмы фотоотклика, обеспечивая самофокусировку и возникновение пространственных солитонов, а также самоискривление траектории. Найдены условия, при которых реализуется солитонный режим, и определены параметры, наиболее сильно влияющие на его реализацию.
Рассмотрим распространение светового пучка в фоторефрактивном кристалле [13]. В этом случае, если выполнено условие стационарности (неизменности локальной концентрации электронов в зоне проводимости), низкой интенсивности света 5/ «С 1/т и отсутствует насыщение ловушек дЕ/дх <С еЫа/е, получаем уравнение для