Введение к работе
Актуальность темы
Обращение волнового фронта (ОВФ) излучения — перспективное нап-эазление современной нелинейкой оптики, реализующее самостоятельную концепцию управления фазой оптического излучения. Техника ОВФ (или разового сопряжения) позволяет создать практически идеальную схему самонаведения света и компенсации возмущений независимо от их природы. Уникальные свойства ОВФ-зеркада могут найти применение в'различных задачах, связанных как с силобым воздействием мощного лазерного излучения, так и с низкоиктенсивными световыми потоками. В частности, разработка техники фазового сопряжения непрерывного маломощного излучения обеспечивает прогресс з оптической связи, оптической локации, астрономии, в задачах, связанных с оптической обработкой информации и т.д. Глазной особенностью применения нелинейно-оптических методов з этих областях является необходимость работы со слабыми и сверхслабыми световыми потоками. Обычно используемые для ОВФ излучения нелинейные среды в этом случае непригодны из-за малого коэффициента нелинейности среды (или высокого порога нелинейного механизма). Забор сред, обладающих относительно высокими константами нелинейности, весьма ограничен, что существенно сдерживает практическое применение техники ОВФ в данных областях. Особенно остро эта проблема стоит в среднем ИК диапазоне спектра, поскольку здесь практически невозможно использование целого ряда фоточувствительных механизмов нелинейности (таких, например, как фоторефрактивный), часто применяемых в видимом диапазоне спектра [1-2].
В то не время именно в этом диапазоне (2-:-10 мкм) работают наиболее эффективные источники лазерного излучения (на молекулах HF, HD, "О, С0г), что делает задачу создания простых и универсальных ОБФ-зеркал для этого диапазона особенно актуальной. В связи с этим поиск и исследование новых нелинейных сред, пригодных для реализации ОВФ маломощного Ж излучения, представляется важной и интересной задачей.
Цель работы
Поиск и экспериментальное "исследование сред с различными механиз-
мами нелинейности для создания ОВФ-зеркал в среднем Ж диапазоне, і первую очередь, для непрерывного, маломощного излучения. Задачи, решению которых посвящена диссертационная работа, можно кратко сформулировать следующим образом:
поиск нелинейных сред, обеспечивающих высокую эффективное нелинейного взаимодействия излучения и исследование основных их характеристик, влияющих на параметры ОВФ;
определение эффективности отражения, качества обращения и динамического диапазона ОВФ-зеркал, созданных на основе этих нелинейных сред;
оптимизация параметров ОВФ-зеркал для конкретной среды и механизма нелинейности за счет использования различных схем и методо! ОВФ излучения.
Научная новизна работы
-
Впервые экспериментально исследовано ОВФ при четьірехволнової смешении (ЧВС) квазинепрерывного маломощного (единицы Вт/см2) излу чения СОг-лазера в газе SF6 на основе резонансной нелинейности. Вы явлено значительное влияние эффектов самовоздействия излучения н. эффективность процесса ОВФ.
-
Впервые предложено и экспериментально реализовано ОВФ излуче ния среднего ИК диапазона поверхностью среды с термоиндуцированны фазовым переходом полупроводник-металл (ФППМ).
-
Для пленок V02 исследована зависимость параметров ФППМ, опре деляющих нелинейные свойства среды, от технологических условий полу чения образцов.
-
Впервые экспериментально продемонстрировано ОВФ непрерывног излучения среднего ИК диапазона в пленках атмосферного льда с эффек тивностью. достигающей 80% при интенсивности опорной волны 6 Вт/см2
-
Проведен теоретический анализ эффективности ОВФ-зеркала на ос нове тонкослойных рельефных голограмм в среде с термоиндуцированны фазовым переходом. Определены преимущества данного метода перед тра диционным методом ОВФ поверхностью среды (ОВФ-П).
Практическая значимость работы
Выявлен целый ряд нелинейных сред, перспективных для реализаци
ОБФ маломощного ИК излучения. Применение техники фазового сопряжения требует детального знания механизма нелинейности, полных и достоверных экспериментальных данных о характеристиках нелинейной среды, что определяет ценность полученныях результатов. В работе учтен тот немаловажный фактор, что для практического использования ОВФ-зеркал необходимо комплексное изучение их основных параметров — эффективности, быстродействия, динамического диапазона и качества сопряжения. Поэтому проведенные исследования были направлены на оптимизацию этих параметров путем применения различных схем и методов ОВФ излучения, адаптированных к конкретной нелинейной среде. Основной практический вывод работы состоит в том, что предлагаемые нелинейные среды могут быть использованы для разработки простых и универсальных ОЕФ-зеркал, пригодных для всего среднего ИК диапазона спектра.
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на III Всесоюзной конференции "Оптика лазеров" (г.Ленинград, 1982г.), на XI Всесоюзной конференции по когерентности и нелинейной оптике (г.Ереван, 1982г.), на IV Всесоюзной конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" (г.Москва, 1982г.), на Всесоюзных конференциях "Использование современных физических методов в неразруша-ющих исследованиях и контроле" (г.Хабаровск, 1984 г.), "ОВФ-66" (г.Минск, 1986г.), "ОВФ-89" (г.Минск, 1989г.), на II Всесоюзной конференции "Материаловедение халькогенидных и кислородосбдёржащих полупроводников" (г.Черновцы, 1986г.).
Основные материалы диссертации опубликованы з двенадцати работах, защищены одним авторским свидетельством.
Структура и объем диссертации.
