Линейная и нелинейная дискретная дифракция света в оптически индуцированных фотонных решетках в ниобате лития

• Автор: Шандарова, Ксения Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Пространственное самовоздействие световых пучков в нелинейных средах и периодических структурах
1.1. Эффекты пространственного самовоздействия световых пучков в нелинейной среде
1.2 Фоторефрактивный эффект и фоторефрактивные пространственные солитоны
1.3. Нелинейные периодические волноводные структуры и дискретные пространственные солитоны
2. Оптическое индуцирование одномерных и двумерных фоторефрактивных фотонных решеток в объемных образцах фоторефрактивного ниобата лития
2.1. Достоинства ниобата лития как среды для оптического индуцирования фотонных решеток
2.2. Механизм формирования фотонных решеток в фоторефрактивных кристаллах
2.3. Формирование одномерных фоторефрактивных решеток в кристаллах иМЮзе и 1л14Ь03:Си
2.3.1. Экспериментальная установка для формирования одномерных многоэлементных фотонных решеток в кристаллах ниобата лития
2.3.2. Экспериментальное исследование формирования одномерных ФР в кристаллах Ы14Ь03:Ее и ЫЫЬОз:Си
2.3.3. Формирование одномерных фотонных решеток с малым числом волноводных элементов в кристалле ЫЫЬОзе
2.4. Формирование двумерных фотонных решеток в кристаллах Ы1МЬС)з:Ре
и Ы№>03:Си
2.5. Формирование сверхрешеток в объемном кристалле ЫЫЫДсЕе

3. Оптическое индуцирование одномерных периодических и квазипериодических канальных волноводных структур в планарных волноводах в ниобате лития
3.1. Достоинства планарных фоторефрактивных волноводов в ІлІЧЬОз как основы для оптически индуцированных канальных волноводных структур
3.2. Методика формирования фоторефрактивных планарных волноводов в ниобате лития
3.3. Формирование одномерных периодических канальных волноводных структур в фоторефрактивных планарных волноводах
3.4. Формирование одномерных канальных волноводных сверхрешеток в фоторефрактивных планарных волноводах в ниобате лития
4. Исследование линейной дискретной дифракции световых пучков в одномерных и двумерных фотонных решетках
4.1. Линейная дискретная дифракция света в многоэлементных одномерных фотонных решетках
4.2. Линейная дискретная дифракция света в малоэлементных одномерных фотонных решетках
4.3. Линейная дискретная дифракция света в двумерных фотонных решетках
4.4. Линейная дискретная дифракция света в канальных волноводных структурах, оптически индуцированных в планарных волноводах в ниобате лития
4.5. Дискретная дифракция света в одномерных оптически индуцированных сверхрешетках
4.5.1. Дискретная дифракция света в сверхрешетках, оптически индуцированных в объемных образцах ниобата лития
4.5.2. Дискретная дифракция света в сверхрешетках, оптически индуцированных в планарных волноводах в ниобате лития

4.5.3. Дискретная дифракция света в оптически модулированных
периодических канальных волноводных структурах в ниобате
лития
5. Экспериментальные исследования фоторефрактивного пространственного самовоздействия световых пучков в оптически индуцированных фотонных решетках в ниобате лития
5.1. Пространственное самовоздействие световых пучков в оптически индуцированных фотонных решетках в ниобате лития
5.1.1. Фоторефрактивное пространственное самовоздействие светового пучка в ниобате лития
5.1.2. Самовоздействие светового пучка в области нормальной дифракции в одномерных фотонных решетках в объемных образцах ниобата лития
5.1.3. Самовоздействие светового пучка в области аномальной дифракции в одномерных фотонных решетках в объемных образцах ниобата лития
5.1.4. Пространственное самовоздействие световых пучков в двумерных фотонных решетках, оптически индуцированных в объемном кристалле ниобата лития
5.1.5. Фоторефрактивное пространственное самовоздействие света в одномерной сверхрешетке в объемном кристалле ниобата лития
5.2. Формирование дискретных пространственных солитонов в оптически индуцированных фотонных решетках
5.2.1. Условия формирования дискретных пространственных солитонов в фотонных решетках в ниобате лития
5.2.2. Формирование темных дискретных пространственных солитонов в фотонных решетках в объемном кристалле ниобата лития

переходных элементов, склонных к перезарядке (Fe, Си, Cr, Rh и т.д.). [16 -18] Ярким примером фоторефрактивного материала является LiNb03.
В случае LiNb03 механизм транспорта носителей электрических зарядов (электронов в зоне проводимости) обусловлен, в первую очередь, фотовольтаическим эффектом (в отечественной литературе используется термин «фотогальванический эффект») [16, 17]. Суть данного эффекта заключается в том, что в некоторых кристаллах без центра симметрии, при их однородном освещении, вдоль полярной оси кристалла возникает стационарный электрический ток (фотовольтаический ток), плотность которого пропорциональна интенсивности света |б?л| = Gaiе , где G
называемая постоянная Гласса, а - коэффициент поглощения света на данной длине волны, /е - интенсивность света. При неоднородном освещении плотность фотовольтаического тока 5ph зависит от пространственной координаты, а локальная величина наведенного поля пространственного
Г7 V rV’ „
заряда bsc определяется соотношением hsc = '

проводимость кристалла. В таких материалах, как LiNbOyFe, LiNb03:Cu, фотовольтаический эффект является доминирующим, поскольку величина поля пространственного заряда Esc может достигать в них значений до 100 кВ/см, что близко к величинам, соответствующим электрическому пробою.
Рассмотрим основные соотношения, характеризующие процесс формирования одномерных ФР с вектором решетки К , ориентированным вдоль оптической оси кристалла, в объеме ниобата лития. При этом будем учитывать вклад только фотовольтаического эффекта в процесс пространственного перераспределения носителей заряда.
Для формирования одномерной ФР в объеме кристалла, световое поле в среде должно представлять собой стационарную одномерную интерференционную картину, которая может быть создана путем интерференции двух плоских когерентных световых волн,