LiNbO3晶体中光折变光栅的各向异性衍射

光折变晶体中光栅的各向异性衍射可用来提高光折变存储器读出信号的信噪比。本文通过极化率张量对LiNbO3晶体中光栅形成和衍射的偏振特性进行了理论分析,并关重对光栅矢量与晶体光轴共面的情形进行了实验研究。观察到的各向异性衍射读出角度的测量结果与理论计算相符。     

一种光信息存贮的有机光折变聚合物研究

本文报道了一种由分散红(DR1)作为二阶非线性材料,聚乙烯咔唑(PVK)作为电荷传输剂,聚丙烯酸丁脂(PBA)作为增塑剂,三硝基芴酮(TNF)作为光敏剂的有机聚合物的光折变性质.研究和分析了这种材料在光波能量双波耦合实验中的光折变效应.我们在二波能量耦合实验中观察到样品在不加外电场时已经有明显的光折变效应,形成的光栅衍射效率最大达到10%左右.实验还表明,这种有机光折变聚合物在低电场20 V/μm～30 V/μm时,衍射效率已明显迅速上升2倍以上.有望在较高电场下有更大的衍射效率.同时在这种材料的样品中,我们不仅观察到强的一级衍射光,还观察到了二级衍射光.由此可见,这是一种很有发展应用潜力的光功能材料.(OH19)     

向列液晶中的光控永久光栅

液晶中的光折变光栅在数据存储、实时全息术、干涉测量、光放大、相位共轭、光学图像处理和光束操控等领域具有潜在的应用价值。通过二波耦合的方法在掺C60的向列液晶中记录了永久光栅,该光栅的衍射特性能够被外加直流电场或以任意角度入射的、与记录光强度相当的一束平面光波控制。为了进一步了解光栅建立的机制,研究了在恒定外加直流电场下的电流动态过程,从而证明该光栅源于表面电荷的光调制。     

LiNbO3晶体中光折变光栅各向异性衍射的定量研究

对LiNbO3晶体中光折变光栅的各向异性衍射进行了定量研究。基于有效电光系数非零和布拉格相位匹配条件,对在LiNbO3晶体中各向异性衍射的衍射效率与光束偏振态和写入几何的关系进行了较为详细的理论计算和分析,根据建立的数学模型进行了数值计算,发现光轴垂直于写入平面时,写入的光栅可发生显著的各向异性衍射。实验测量与理论计算结果基本符合。     

高斯光束经衍射光栅的滤波特性研究

为了分析高斯光束经衍射光栅后的衍射特性,采用标量衍射理论推导出单色高斯光束的夫琅禾费衍射公式,在此基础上采用高斯光束耦合理论研究了复色高斯光束在衍射光栅的分光作用下的滤波特性,并与平行平面光束通过衍射光栅的分光特性进行了比较。结果表明,单色高斯光束在能量分布上与因子T相关,并且复色光束的滤波带宽会收窄。这为设计和优化高性能光滤波器提供了理论参考。     

σ-π共轭聚合物光折变特征研究

合成一种σ π共轭聚合物 poly(disilanylene 2 ,2′ bipyridine 5 ,5′ diyl)ruthenium (PDSBpy Ru) ,双光束耦合(2BC)、四波混频 (DFWM)及场致双折射实验等证明了该有机物的光导及光折变特性。由于铷化合物的金属与配位体间 (MLCT)电荷转移特性 ,使得该聚合物的光折变特性得以增强。实验测得双光束耦合增益系数为 30cm-1 ,四波混频实验测得光栅衍射率约为 1 0 %。     

光学自增强效应与衍射效率的提高

利用含时光折变双光耦合方程数字模拟计算了掺铁铌酸锂晶体中双光耦合的动态过程,分析了空间电荷场及其位相、光折变光栅位相等光折变参量的变化过程,解释了光折变自增强效应,提出了提高光折变光栅衍射效率的有效方法．     

消除译码偏差的望远镜系统

回转式光译码器广泛用于光线的角位移测量。这种仪器的精度取决于光束的衍射,它由光栅产生干涉条纹,其位置随后即被检测。译码器依赖于辐射状光栅,该光栅在限制光束特性的同时,不可避免地导致光束产生大的像差。这个问题已由台湾前进光电子公司和台湾大学研究人员解决。他们在彻底消除光栅引起像差的1Ｘ双望远镜和柱形光栅组合的基础上,制造了一个回转式译码器。使用该器件,衍射光经两次傅里叶变换,由同一光栅再次衍射。由于衍射光具有不对称波前,从 1级和-1回转级来的光束再次衍射后,消除了包括由非线性导致的像差,从而得到校准。初步试验…     

双掺杂LiNbO3晶体中光栅均匀性的优化研究

研究了非挥发全息记录中南于紫外光的强吸收而引起的光栅非均匀性，分析了这种非均匀性对光栅衍射效率的影响。结果显示，非均匀性致使光折变光栅的平均强度减弱，衍射效率降低。提出了采用两束等光强的敏化紫外光由晶体两侧入射的优化方案以改善光栅的均匀性，提高光栅的衍射效率。通过联立两中心带输运物质方程和双光束耦合波方程，进行了相应的理论模拟，并给出实验验证。结果表明双侧紫外光照射能够实现均匀性较好的光栅，是提高衍射效率的有效途径之一。     

光折变全息光栅扭曲对波分复用应用的影响

介绍了光折变全息生成的布拉格光栅由于扭曲而对波分复用应用的影响，提供了一种在器件制作前预先了解光栅扭曲对器件性能影响大小的方法。使用傅里叶分析的方法，对布拉格光栅扭曲引起的相位改变做了修正计算。对修正了相位的光栅，采用严格耦合波分析，计算了光折变全息应用于波分复用的频谱响应。并用该方法计算了不同程度的光栅扭曲造成的频谱响应变化，证明光栅扭曲会直接造成器件衍射效率下降，旁瓣增大．从而使串扰增大，是光折变全息应用于波分复用必须考虑的重要因素之一。对光折变相位光栅衍射图像数据采集的过程作了介绍，并在此基础上将记录了光栅的晶体进行波分复用损耗和串扰特性的测试，实验结果证明提供的方法能够有效预知光折变全息光栅扭曲对器件综合性能的影响。     

光致折变晶体中相位光栅的相位移动的物理作用

在光致折变晶体(如SBN,BaTiO_3等)中发生两波混频及能量耦合是由于晶体干涉场内产生了相对于干涉场有相位移动的折射率光栅(相位光栅),这已被实验和理论证实。如果仅有两波混频产生的相位光栅,而此光栅相对于干涉场并无相位移动,或相位移动量较小(不足π/2),此时不会发生波能量耦合或耦合极微弱。1981年A.Yariv用耦合波方程从数学上解决了这个问题。     

Higher diffraction orders in photorefractive materials

Interactions between optical beams incident upon and generated within a photorefractive material are investigated by numerically solving a set of nonlinear coupled differential equations. The mechanism of the emergence of a higher diffraction order is explored. In particular, it is shown that, under favorable conditions, a significant amount of power may be transferred to the nearest higher-order wave     

温度和强度对无偏压串联光折变晶体回路中高斯光束自偏转的影响

为了得到温度和强度对高斯光束在串联光折变晶体回路中自偏转的影响结果,假设一束暗孤子光束和一束高斯光束分别入射到串联光折变晶体回路中的两块晶体上,利用数值计算方法分析了暗孤子的最大光强或所处晶体温度变化对与明孤子匹配的高斯光束自偏转特性的影响.结果表明,高斯光束的偏转程度随暗孤子最大光强增加而增大,随晶体温度的升高而减小.这些结果对光控光器件、温控光器件的工程实现具有重要的参考价值。     

高阶拉盖尔-高斯径向偏振光束强聚焦产生的光链

基于Richards-Wolf的矢量衍射积分公式,研究了 高阶拉盖尔-高斯径向偏振光束经过衍射光学 元件(DOE,diffractive optical elements)和高数值孔径(NA)透 镜组成的光学系统后的聚焦特性。根据数值模拟结果, 比较了相关参量的变化对深聚焦特性的影响。研究表明,入射光束经过此光学系统后,在焦 点附近产生沿 光轴方向的三维多点光俘获结构—光链,并且入射光束的相关参数和聚焦透镜的NA大小都会影响光束的聚焦特性。     

光折变晶体全息存储的图像灰度保真度

提出了用归一化灰度线性度误差来评价体全息再现图像的灰度保真度,并在此基础上实验研究了光折变晶体中全息存储的灰度保真度与记录物参光强比的关系,结果与理论预期符合得很好;研究了全息存储过程灰度线性度误差随记录时间演变,表明只要选择适当的记录物参光强比,即使记录时间较短（衍射效率较低）也能获得较高的灰度保真度。     

基于激光光源的液晶特性研究

为了研究激光光源对液晶电光特性的影响, 采用Jones矩阵对液晶的光学特性进行了分析, 同时利用不同波长的半导体激光器作为入射光源, 对液晶的电光特性进行了实验研究。结果表明, 当电压达到4.8V时, 各光源下液晶的透光强度均出现陡降, 说明液晶的阈值电压与入射光波长无依赖关系; 通过示波器跟踪图像发现各光源下液晶的响应时间有明显的差异; 随着供电电压的增大, 液晶光栅的衍射光斑由圆环状逐渐转为平行分布, 且各级衍射光斑并非完全对称, 入射波长及供电电压决定了衍射光斑的空间及能量分布。该研究结果对液晶器件的研发具有一定的借鉴意义。     

顺电相KTN中反射型全息相位栅的衍射效率分析

在顺电相光折变晶体中存储全息相位光栅是研制新型电控全息光开关的有效途径。为了提高光栅的衍射效率,将Kogelnik耦合波理论与Kukhtarev方程相结合,得出了顺电相钽铌酸钾晶体中反射型相位栅衍射效率的解析式,对影响光栅衍射效率的各因素进行了计算分析。结果表明,使写入光的入射角远离45°、增加晶体厚度和增大外加电场等措施都可以使反射型全息相位栅的衍射效率提高。45°入射角附近出现较宽的低衍射区。衍射效率对入射角、晶体厚度以及外加电场的变化敏感,其中任一个参量的较小改变都可以引起衍射效率的较大变化。晶体的吸收对衍射效率的影响可以忽略。分析结果有助于在实践中调整参量以获得较高的读出光衍射效率。     

偏振光下向列相液晶(5CB∶C_(60))取向光折变特性的研究

通过实验研究了外加电场对C60掺杂的向列相液晶(5CB)的取向光折变特性及水平和竖直偏振光对样品二波耦合和自相位调制现象的影响。通过测量样品的增益系数和光束耦合率可以看出,在水平偏振光照射下两束透射光有较强的能量转移而在垂直偏振光照射时几乎观察不到明显的能量耦合现象。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。     

Dark spatial solitons sequence in the biased centrosymmetric photorefractive crystal

We theoretically investigate the evolution of dark screening spatial solitons originating from the quadratic electro-optic effect in biased centrosymmetric photorefractive (CP) crystal by using beam propagation method (BPM). The results indicate that the multiple dark solitons sequence can be obtained in the CP crystal with the odd or even initial conditions. If the initial width of the dark notch is smaller, only a fundamental soliton or a Y-junction soliton pair is generated. When the initial width of the dark notch and the bias electric field are increased, the multiple dark spatial solitons sequence is formed, which realized a progressive transition from a low-order soliton to a higher-order solitons sequence in both odd and even conditions. The solitons characteristic is similar to that of screening solitons in the non-centrosymmetric photorefractive (NCP) crystals.     

读出光偏振态控制的Ce：KNSBN光折变开关

理论分析了以读出光偏振态控制Ce：KNSBN晶体衍射光强从而实现光折变光开关操作的基本原理：在o光和e光读出条件下实验测量了o光两波耦合写入体光栅的衍射效率与写入光光强比的关系。结果表明，e光读出时最大光栅衍射效率为o光读出的13．6倍；e光读出与o光读出衍射效率之比随写入光强比的变化近似为一常数；Ce：KNSBN晶体具有良好的开关性能。