Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
менения дополнительного аберратора, роль которого может выполнять отрезок многомодового оптического волокна [6.55]. Во-вторых, поскольку взаимодействующие в объеме ФРК световые пучки R2 и S2 распространяются в противоположных направлениях по одному и тому же оптическому пути, данную схему также отличают наиболее низкие требования к длине когерентности источника накачки и механической стабильности резонатора [6.56]. К настоящему времени экспериментально подобная геометрия оптического генератора исследовалась на примере ВаТЮ3 [6.53, 6.56], SBN [6.53, 6.57] и ВТО [6.58].
6.5.5. Схема двойного обращающего зеркала
Возможность эффективного взаимодействия в объеме ФРК, взаимно некогерентных лазерных пучков наиболее полно используется в схеме двойного обращающего зеркала (рис. 6.8, б), впервые рассмотренной в [6.59, 6.60]. Здесь образец освещается двумя встречными неколлинеарными световыми пучками Ri и R2 от двух независимых лазерных источников. Как и в предыдущей схеме кольцевого ОВФ-зеркала в данной геометрии при достижении определенного ¦порогового значения Td, здесь возможен режим генерации двух сигнальных световых волн Sx и S2, распространяющихся навстречу Я2 и Rx.
В случае если Ri и R2 имеют сложную пространственную структуру, то генерируемые сигнальные волны представляют собой комплексно-сопряженные реплики встречнонаправленных пучков накачки (Si ос R%', S2 ос Ri). Если же Ri и R2 — простые плоские пучки, генерируемые волны уже не являются их комплексным сопряжением и представляют собой шумовые волны, рассеиваемые вдоль образующих конической поверхности, на которой лежат волновые векторы Кд,, К«2 [6.35, 6.61].
123
1тъ г
Рис. 6.9. Зависимость энергообмена, наблюдаемого в схеме двойного обращающего зеркала на основе ВТО, между пучком накачки (d) и продифрагировав-шим пучком Sj (d) от амплитуды внешнего знакопеременного поля (а) и зависимость пороговой величины Fth от соотношения интенсивностей пучков накачки г (б), экспериментально наблюдаемых в схеме двойного обращающего зеркала на основе
ВТО [6.64].
Сплошная кривая на 6 — результаты теоретического анализа. Л=633 нм, мкм, 6 мм.
124
При равной интенсивности пучков накачки (IRt — IRt = /) пороговое значение Td = 4, т. е. аналогично пороговому значению в схеме четырехволнового взаимодействия на анизотропной смещенной фазовой решетке при положительной обратной связи (6.26). В случае несимметричной накачки (г = IRl /IRt Ф 1) порог в этих, обеих геометриях возрастает, как [6.35]
(rd)th=—2-j-il 1п л (6.32)
К настоящему времени геометрия двойного обращающего зеркала экспериментально исследована главным образом на примере ВаТЮ3. [6.59, 6.60], в том числе с использованием полупроводниковых GaAl Аз-лазеров [6.62, 6.63]. Достаточно высокий коэффициент преобразования пучков накачки в обращенные волновые фронты был получен также в кубическом ВТО для X = 633 нм при использовании механизма записи во внешнем знакопеременном поле [6.64]. На рис. 6.9 приведены экспериментальные зависимости интенсивности прошедшего IRl (d) и обращенного /st (d) световых пучков от амплитуды знакопеременного поля Е^,, а также зависимость пороговой величины rli от соотношения интенсивностей пучков накачки г> полученная в этом ФРК-
6.5.6. Заключительные замечания
Отметим, что в настоящее время различные типы фоторефрактивных генераторов и пассивных систем ОВФ активно изучаются в различных исследовательских центрах как у нас в стране, так и за рубежом. В дополнение к уже рассмотренным геометриям следует упомянуть также генераторы с двумя ФРК [6.60 , 6.65 , 6.66], генераторы на основе векторых взаимодействий, обусловленных фото-гальваническим механизмом записи голограммы [6.67—6.69], а также пассивные геометрии ОВФ [6.70, 6.71 ], аналогичные используемым в системах ОВФ на основе вынужденного рассеяния Мандельштама—Бриллюэна [6.72]. Активные исследования [6.73— 6.76] проводятся в последнее время с целью выяснения причин сложного пространственно-временного изменения световых пучков,, генерируемых в этих и рассмотренных выше схемах на основе ФРК.
Более подробно детали теоретического и экспериментального исследования фоторефрактивных генераторов изложены в обзорных статьях ряда авторов, опубликованных в сборнике [6.77], а также-в монографии [6.78], посвященной специально этому вопросу.
Литература к главе 6
6.1. Chen F. S., L a Macchia J. Т., Fraser D. В. Holographic storage-in lithium niobate//Appl. Phys. Lett. 1968. Vol. 13, N 7. P. 223—225.
6.2. Townsend R. L., L a Macchia J. T. Optically induced refractive-index changes in BaTi03//J. Appl. Phys. 1970. Vol. 41, N 13. P. 5188—5192.
6.3. Gaylord Т. K., Rabson T. A., Tit tel F. K- Optically erasable and rewritable solid-state holograms//Appl. Phys. Lett. 1972. Vol. 20, N 1. P. 47—49.
125.
«6.4. Chiao R., Kelly P. L., Garmire E. Stimulated four-photon interaction and its influence on stimulated rayleigh-wing scattering //Phys. Rev. Lett. 1966. Vol. 17, N 22. P. 1158—1161.
¦6.5. Staebler D. L., Amodei J. J. Coupled-wave analysis of holographic storage in LiNb03//J. Appl. Phys. 1972. Vol. 43, N 3. P. 1042—1049.
