Введение к работе
Актуальность темы. Нелинейно-оптический фоторефрактивный эффект интенсивно исследуется в последние годы. Причиной является чрезвычайная привлекательность фоторефрактивных кристаллов СФРЮ для оптической обработки и хранения информации, усиления и преобразования оптических сигналов, обращения волноеого фронта, голо-графической интерферометрии и т. д. 11.21. Процесс записи гологра-фической решетки в ФРК заключается в пространственном разделении заряда в результате фотовозбуждения электронов в зону проводимости с последующим формированием решетки показателя преломления благодаря эффекту Пок'кельса.
Важнейшей задачей фэторефракции является увеличение фото-рефрактивногб отклика среды. Для этой цели необходимо контролировать поток зарядов в кристалле. Простейшими механизмами разделения пространственного заряда является диффузия и дрейф электронов во внутреннем фотовольтаическом поле 11.2]. В кристаллах с относительно малыми электрооптическими коэффициентами .Ссиллениты и' полупроводники) диффузионный механизм не дает сильной решетки показателя преломления. Приложением внешнего постоянного поля ' фоторефрактивный отклик кристалла может быть усилен 13.4]. Недостатком этого метода является*необхЬдимость-однородного освещения. -для того чтобы избежать электростатической экранировки поля в ярко освещенных областях, методика записи в бьстропеременном (по .сравнении со временем -диэлектрической релаксации) поле 151 свободна от этого недостатка. Однако она эффективно применима лишь в том 'случае, если ' дрейфовая длина электрона . 1о=Е0дт превышает. период регастрируемой интерферен ,ионной картины. A^n=q-1. Здесь EQ - амплитуда внешнего приложенного поля, дт - произведение времени жизни электрона в зоне проводимости на его подвижность, q -.пространственная частота^решетки.
Эффективность голографической записи существенно снижается. если разность частот меяду взаимодействушими волнами Я превьшает обратное время формирования голограммы t~L которое, з пстовую очередь. определяется' временем максвелловской релаксации т =с /<т, Здесь ст -.наведенная светом проводимость кристалла, с и cq диэлектрические проницаемости среды и вакуума, соответственно. Снижение эффективности происходит из-за того, .что голограмма не успевает -перезаписываться на новом месте в результате движения интерференционной картины, образуемой рааночастотными волнами.
Целью настоящей диссертационной работы является получение элективного отклика фоторефрактивного кристалла на воздействие бегущей интерференционной картины, образуемой волнами с разностью частот Q намного превыаащей обратное время записи голограммы т~^ <П>>т"'). и исследование основных закономерностей взаимодействия невырожденных по частоте когерентных световых пучков, записываниях в фоторефрактивных кристаллах статическую решетку показетеля преломления с помощью предлагаемого механизма синхронного детектирования t МСДл переменным электрическим полем. В лиссертациионной работе защищаются:
- предлагаемый механизм записи статической голограммы бегущей
интерференционной, картиной - механизм синхронного детектирования;
- результаты теоретических расчетов и эксперименты, подтверждающие* запись именно статической решетки показателя преломления за смет МСД;
предложение и экспериментальная реализация схемы невырожденного четырехволнового взаимодействия без обратной связи;
экспериментальное обнаружение отклика фоторефрактивного кристалла на воздействие бегущей интерференционной картины', образуемой волнами с разностью частот, намного превышающей обратное время формирования голограммы (0>>т~1) ^ и кратной частоте приложенного поля. ; .
. * Научная ценность работы состоит в теоретическом обосновании и экспериментальном, подтверждении (на основании исследования топографической записи в кристалле титаната висмута) нового механизма записи статических голограмм бегущими интерференционными картинами, который может быть распространен на другие фоторефрак-тивные среди .
. ,' Практическая ценность работы состоит в том. что предложен механизм записи статической голограммы быстродвижущегося объекта, реализовано эффективное взаимодействие между двумя пучками, пересекающимися под малым углом, реализовано обращение еолноеого фронта . в схеме четырехволнового взаимодействия без обратной связи. Результаты работы могут быть применены х-> интерферометрии вибрирующих объектов, в устройствах оптической обработки информации, а также при дальнейшем экспериментальном исследовании сеойств фоторефрактивных материалов.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных статьях.
Апробация работы. -Материалы диссертационной работы докла-
дывались на X и XI Международных конференциях но лазерам у. электрооптике CLE0*90. г. Анахайм. США и CLEO'91. г. Балтимор. США, XIV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике КиН0'91. г. Санкт-Петербург. Международной конференции "Голография'92". г.Лондон, Великобритания, а также обсуждались на научных семинарах в Институте проблем механики РАН. Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе. Институте электрофизики УрО РАН. университетах г. Оксфорд и г. Саутгемлтон (Великобритания).
Структура и обч^ем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и закличения. Она содержит ЗВ рисунков и библиограф из 48 наименований. Полный объем диссертации -страниц.
