Оптическое формирование волноведущих структур в прозрачных фотополимеризующихся композициях

• Автор: Лонин, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 146 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Самоканализация тонких световых пучков в

слабопоглощающкх фотополимеризующихся композициях

1.1 Экспозиционная характеристика двухфазных

фотополимеризующихся композицияй. Понятие контраста

1.2Волновые процессы в нелинейных средах с памятью,

линзовая модель самоканализации

ЬЗВлиянис параметров среды ка процесс самоканализации

световых пучков

1.4Устойчивость процесса формирование волноведушего

канала в фотополимере
Глава2. Взаимодействие световых пучков в прозрачных нелинейных средах с памятью.
2.1 Взаимозахват встречнораспростраияющихся световых
2.птическое формирование волноведущего канала на
границе существующего световода
2.3 Взаимовлияние параллельнораспространяющихся
световых пучков
2.птическое формирование криволинейных волноведущих
каналов
Глава 3. Оптический синтез оптоволоконных систем в фотополимере
З.Самоканализация при различном модовом составе
входного излучения
3.2Стыковка световодов и синтез разветвленных структур в
фотополимеризующихся композициях на основе ОКМ2
З.ЗЭнергетичсскис потери в оптоволоконных структурах,
формируемых из фотополимеров
Заключение
Приложение
Список литературы


Во второй главе диссертации с помощью численного моделирования рассмотрено взаимодействие двумерных параллельных и встречно-распространяющихся волновых пучков в нерелаксирующей нелинейной среде. Х-образной структуры вследствие высокого контраста экспозиционной характеристики среды. Дтя случая пристыковки каната к ранее созданному световоду изучена зависимость коэффициента деления мощности пучка от величины угла между световодами с помощью анализа спектрального состава канализирующегося пучка. Численно определена зависимость дистанции независимой самоканализации параллельных пучков от расстояния между ними. Третья глава диссертации посвящена численному и экспериментальному исследованию возможности синтеза из фотополимеров различного рода волноведущих структур при использовании в качестве инициирующих пучков излучения, выходящего из отрезков широко используемых в настоящее время волоконных кварцевых световодов. Экспериментально осуществлена стыковка волокон в фотополимере, а также изучено формирование X- и У-образных разветвленных полимерных волноведущих структур при взаимодействии встречно-распространяюшнхся пучков. Исследованы возникающие при соединении волокон энергетические потери. Таким образом, целью данной работы является теоретическое и экспериментальное исследование процесса самоканализации световых пучков в прозрачных фотополимсрнзуютцихся композициях, анализ особенностей их взаимодействия в таких нелинейных средах, а также оценка совместимости синтезируемых светом полимерных структур с традиционными элементами волоконной оптики. Далее изложим краткое содержание работы, состоящей из трех частей. В параграфе 1. Предлагается модель экспозиционной характеристики среды, используемая далее для численного моделирования, основными параметрами которой являются максимальное изменение показателя преломления при 0% степени конверсии и параметр контраста среды. В параграфе 1. Показано, что при этом формируется волноведущий полимерный канат, поперечные размеры которого порядка диаметра исходного пучка на входе в среду. Выяснено, что рост канала происходит скачкообразно участками длиной около половины дифракционной . Поскольку, как это следует из экспозиционной характеристики, полимеризация в первую очередь происходит в области с большей интенсивностью излучения, то вблизи входа пучка в среду образуется неоднородное распределение показателя преломления, оказывающее фокусирующее действие на излучения. Поэтому дтя объяснения скачкообразною роста канала предлагается «линзовая» модель самоканадизации, заключающаяся в представлении начатьной неоднородности как тонкой линзы с возрастающей во времени светосилой. В параграфе 1. Для фотополимсризующихся композиций на основе ОКМ-2 с хинонным фотоиннцкатором контраст оказывается зависящим от интенсивности инициирующего излучения. Нс-Ые лазера с различной интенсивностью. Выяснено, что формирование неуширяющегося канала возможно только при низких значениях интенсивности света. При увеличении интенсивности наблюдается повторение профилем показателя преломления формы расширяющегося пучка. В последнем случае полимерный трек также оказывается неустойчивым м распадается на семейство более тонких параллельных каналов. С помощью численного моделирования показано, что образование тонкого канала должно происходить при любом значении параметра контраста. Огличие заключается только в поперечных размерах н скорости роста канала. Повторение же профиля пучка осуществляется вследствие инерционности оплошка среды. Тогда при больших интенсивностях излучения экспозиция в точках среды, удаленных от начальной плоскости, может за время инерционности фотополимера принять значение, достаточное для инициирования полимеризации. Параграф 1. Показано, что в этом случае неустойчивость связана с образованием в толще полимера флуктуаций показателя преломления, возникающих вследствие неустойчивости фотополимеризующсйся композиции на участке автоускорсния. Размер этих флуктуаций определяется вязкостью среды и имеет постоянное значение на протяжении всего процесса полимеризации.