Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блистанов А.А. -> "Кристаллы квантовой и нелинейной оптики" -> 118

Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.

Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики — М.: МИСИС, 2000. — 432 c.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка): kristllikvantovoynelineynoyfiziki2000.djvu
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 164 >> Следующая

(14.56)
Разделим переменные, обозначив ФтО'-О = \т(у) exp(iQf) и подставляя (14.57) в (14.56), получим
(14.57)
d?m(y)/d>’ = (/c2n0n,/2/cm){^m_1(y) exp[-i(A/rmy)]+ + ?*n+i(y) exp[/(Afc„y)]}.
318
(14.58)
Для т = I
d? 1 (>')/d>’ = [к2Пс,П[/2(кгк) + К)] {?о(у) exp[-;(AA:,j;)] + + ?,2(y)exp[i(A/cmy)]}.
(14.59)
Так как для дифракции Брэгга \г(у) = 0, а кщ + К = кп0, получаем
Полагая, что в энергию дифрагированной волны переходит лишь небольшая часть энергии основной волны, можно принять что (у) не зависит от у. В результате амплитуда поля дифрагированной световой волны есть
что позволяет получить интенсивность дифрагированного света h = (<™o/2jc)(^*) =
L L
= (к2 cn0 / 2n)(n{ /2)2 (?0?* )Jexp(-/Mj')dj'Jexp(/Mj')d>' =
где величина а определяет зависимость эффективности дифракции от выполнения условий синхронизма
Линейный размер L - это размер акустического луча в направлении волнового вектора света (для коллинеарной дифракции L соответствует размеру кристалла).
Используя (14.45) и (14.46) для определения пи получим выражение для эффективности дифракции при малых интенсивностях звука в виде
d?,i(>)/d> = (kri\/2) ?о(у) exp(iAky).
(14.60)
L
5, = (А:и, /2)^0 J exp(-i ААгу) d у.
(14.61)
о
о
о
(14.62)
и эффективность дифракции как г) = (/.//о) = (кщ/2)2 L2а,
(14.63)
sin2(ML/2) а =-----1---~—
(AkL/l)2
(14.64)
г| = (/i//o) = (к2ПорУ2рУ>) L2al3в
или
319
n = (Il/I0) = ^YM2L2I3Ba. LK
(14.65)
Из (14.63) и (14.64) следует, что получить существенные величины г] можно только при выполнении условия синхронизма, так как т] быстро убывает с ростом отклонения Дк от нуля.
Условие синхронизма определяет соотношение длин волн света и звука, обеспечивающее максимальную эффективность дифракции
Условие синхронизма может быть выполнено в анизотропной среде, когда основная и дифрагированная волны имеют различную поляризацию. Наиболее выгодно организовывать коллинеарное взаимодействие света и звука с волновыми векторами, ортогональными оптической оси, так как в этом случае сохраняется коллинеарность фазовых и групповых скоростей оптических волн и не происходит сноса лучей. Если волновые векторы света и звука ортогональны оптической оси, то в (14.67) п, ~ п0 = Ап - двупреломление. Таким образом, двупреломляющий кристалл при частоте звука F и может давать дифрагированный свет с максимальной длиной волны
Отсюда следует, что выбор кристалла во многом определяет диапазон оптических частот, в котором работает АО фильтр. Например, для видимого диапазона световых волн при частотах звука 108 Гц требуется кристалл с двупреломлением Ап = 0,01. Из кристаллов, обладающих подходящим двупреломлением, можно назвать кварц (Ап = = 0,009) и молибдат кальция (Ап = 0,01).
Основным прибором, в котором реализуется коллинеарное АО взаимодействие, является АО фильтр. Важнейшей характеристикой этого фильтра является его разрешающая способность, определяемая как интервал длин волн, в котором интенсивность дифрагированного луча снижается на заданную величину (обычно вдвое). Это снижение происходит из-за рассогласования фаз оптических и акустических волн. Величина рассогласования фаз определяется изменением длины волны света при данной частоте звука
Л, | п0 _ 1
(14.66)
к0 к0 Л
или л, - и0
Л
(14.67)
к = An V/F.
(14.68)
М = —(/с, -кп- К)Ак = ^^-Ак.
(14.69)
320
Изменение эффективности дифракции вдвое из-за рассогласования фаз происходит при таком &к\П, при котором величина
sin2(AA:L/2) 1 * / г т о
а =----------т2- = -, что соответствует Ak\nL = 2,8 и
(АкЬ/2)2 2
ЛА.,/2 = -??-— (14.70)
1/2 2тс AnL У
Из (14.70) видно, что полуширина спектральной линии АО фильтра тем меньше, чем больше длина L области АО взаимодействия, т.е. для коллинеарного фильтра, чем больше длина кристалла в направлении распространения света и звука. Это обстоятельство диктует дополнительные требования к размерам акустооптических кристаллов, используемых для изготовления коллинеарных АО фильтров с высоким спектральным разрешением. С учетом этого требования высокоэффективные АО кристаллы, например ТеОг, могут проигрывать кристаллам, обладающим не очень высокими значениями Мг, но достаточно технологичным для получения из них элементов больших размеров (например, СаМ04 или даже кварц).
Глава 15
ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
АКУСТООПТИЧЕСКОГО
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
15.1. АКУСГООПТИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА
Пространственно-временные модуляторы света используются и как внутрирезонаторные затворы лазеров и как устройства ввода информации в оптические обрабатывающие системы. На основе АО дифракции созданы оптические системы для одно- и многоканального анализа спектра сигналов, в частности для обработки сигналов, поступающих от радиолокационных антенных решеток [5, 9]. Для АО модуляторов используется и дифракция Рамана - Ната, и дифракция Брэгга (рис. 15.1).
Основными характеристиками акусто оптических модуляторов являются:
а) глубина модуляции г|;
б) ширина полосы пропускания ДF.
Глубина модуляции определяется отношением интенсивности дифрагированного и падающего на АО ячейку лучей.
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed