掺杂KNSBN晶体各向异性自衍射的耦合波分析

在晶体光轴垂直于入射面的各向异性实验组态下,对掺杂KNSBN晶体的各向异性自衍射过程进行了理论分析和实验观测,给出了包含空间电荷场前两阶分量作用的各向异性自衍射的耦合波方程及其数值解。理论分析和实验结果都表明各向异性自衍射光来自于两束入射光的共同作用。     

光折变各向异性自衍射动态特性的严格耦合波分析

利用严格耦合波衍射理论分析光折变相位光栅各向异性自衍射的动态特性,并以Ce:KNSBN晶体进行了实验验证.     

光折变相位栅衍射动态特性的严格耦合波分析

利用严格耦合波衍射理论分析了光折变体相位光栅的衍射问题,给出了光折变二波耦合动态特性的严格耦合波分析及其对入射光束夹角和初始入射光强比的依赖关系.实验上对掺铜KNSBN晶体二波耦合的动态特性进行了测量,实验结果和数值模拟符合得很好.     

记录结构对体光栅各向异性衍射选择特性研究

以静态体光栅各向异性衍射理论分析模型为基础，将与体光栅厚度有关的记录光强调制度引入到各向异性耦合波方程中.利用耦合波理论分析了光折变晶体中体光栅的各向异性衍射性能，研究了在不同初始记录光强比的条件下，记录光入射角的改变对光折变体光栅各向异性布喇格衍射性能的影响.结果表明：记录光入射角和记录光初始光强比均对体光栅的各向异性衍射具有选择性；与此相比，记录光入射角和记录光初始光强比对于体光栅各向同性衍射不具备选择性.     

激光束在LiNbO_3:Fe晶体中的异常衍射现象(Ⅰ) e光入e光出的衍射

根据的相位光栅各向异性衍射理论,应用顾世杰、李荫远发展的方法,对于激光束在厚的LiNbO_3:Fe晶体(厚度≈1cm)中的异常衍射现象作了计算。如果晶体中被照射后有无规的电荷富集分布,则Fourier分解后可得到无穷个相位光栅,衍射图形决定于光栅的衍射效率。计算结果表明,对e光入e光出的衍射图形,可以解释中央光斑(由透镜效应所决定)两边的光瓣。结果与实验基本符合。     

用波晶片相位板产生角动量可调的无衍射涡旋空心光束

本文提出了一种用波晶片产生无衍射涡旋空心光束的新方案. 根据晶体双折射的性质, 设计波晶片的厚度, 在一块晶体薄片上对o光和e光分别形成各自的四台阶相位板, 线偏振光入射到该相位板后, o光和e光衍射按强度叠加, 利用准伽利略望远镜系统聚焦, 得到近似无衍射涡旋空心光束. 光路简单, 调节方便. 在近轴条件下, 运用菲涅耳衍射理论和经典电磁场角动量理论, 数值模拟计算了周期数不同的两块波晶片相位板衍射光强和角动量的分布, 结果表明: 两块相位板都能在较长距离内产生近似无衍射涡旋空心光束, 光强和轨道角动量的分布与螺旋相位板产生的涡旋光束基本相同. 在衍射光路中加入相位补偿器, 调节o光和e光的相位差可以调节自旋角动量的大小, 从而可以调节总角动量密度和平均光子角动量的大小. 用这种空心光束导引冷原子或冷分子, 原子在与光子相互作用过程中可获得可调的转动力矩.     

光轴方向任意时光折变晶体中体全息光栅的衍射性质

利用坐标旋转方法和Kogelnik耦合波理论,建立了光轴方向任意时单轴晶体中体光栅布拉格衍射的耦合波方程,分析了Li NbO3晶体的光轴方向对光折变体全息光栅的各向同性和各向异性布拉格衍射性质的影响。模拟计算表明,在给定光栅的结构参量时,通过适当选择光轴方向角可以使得光折变体光栅的各向同性和各向异性布拉格衍射的衍射效率达到最大,给出了相应类型的衍射效率取得最大值时晶体光轴的大致方向。这些理论分析为光折变体全息光学器件的优化设计和进一步广泛应用提供了很好的理论参考依据。     

Cu∶KNSBN晶体衍射效率的角度选择性研究

耦合波理论是分析光折变晶体的基本方法,由耦合波理论可以得到光折变晶体的衍射效率具有角度选择性。针对这一结论,利用Cu:KNSBN晶体中的双光束耦合,从理论和实验两个角度做了分析,实验结果和理论分析基本吻合。结果表明,对于一定厚度的Cu∶KNSBN晶体,双光束的写入角存在着一个最佳值,使得Cu:KNSBN晶体的衍射效率最大。     

一维离子导体α—LiIO_3中空间电荷涨落导致的光衍射现象的理论解释(Ⅱ) 各向同性模

本文进一步用文献中建立的理论,处理α-LiIO_3单晶在c向加静电场后出现的偏振不变的两类衍射带:(1)垂直于c轴的广角衍射带(第一类);(2)与c轴成倾角的小角衍射带(第二类)。理论证明了前者在入射光垂直于c轴时有可能产生很弱的o→o和e→e衍射;而当转动晶体使入射方向与c轴夹角α由90°减小时,o→o模的强度不变而e→e模则单调地成倍增加。我们还发展了比文献中给出的更为普遍的理论表达式,并针对第二类现象讨论了近乎平行于锥面的生长层上离子富集和涨落所引起的衍射带。从衍射带角宽不大于8°这一事实估算出,生长层方向偏离程度不超过2°,平均间隔不小于5μm。同样的模型也解释了o→e和e→o的衍射光斑的现象。     

激光束在LiNbO3:Fe晶体中的异常衍射现象(Ⅰ)——e光入e光出的衍射

根据的相位光栅各向异性衍射理论,应用顾世杰、李荫远发展的方法,对于激光束在厚的LiNbO₃:Fe晶体(厚度≈1cm)中的异常衍射现象作了计算。如果晶体中被照射后有无规的电荷富集分布,则Fourier分解后可得到无穷个相位光栅,衍射图形决定于光栅的衍射效率。计算结果表明,对e光入e光出的衍射图形,可以解释中央光斑(由透镜效应所决定)两边的光瓣。结果与实验基本符合。 关键词：     

一维离子导体α—LiIO3中空间电荷涨落导致的光衍射现象的理论解释(Ⅱ)——各向同性模

本文进一步用文献[1]中建立的理论,处理α-LiIO₃单晶在c向加静电场后出现的偏振不变的两类衍射带:(1)垂直于c轴的广角衍射带(第一类);(2)与c轴成倾角的小角衍射带(第二类)。理论证明了前者在入射光垂直于c轴时有可能产生很弱的o→o和e→e衍射;而当转动晶体使入射方向与c轴夹角α由90°减小时,o→o模的强度不变而e→e模则单调地成倍增加。我们还发展了比文献[1]中给出的更为普遍的理论表达式,并针对第二类现象讨论了近乎平行于锥面的生长层上离子富集和涨落所引起的衍射带。从衍射带角宽不大于8°这一事实估算出,生长层方向偏离程度不超过2°,平均间隔不小于5μm。同样的模型也解释了o→e和e→o的衍射光斑的现象。 关键词：     

掺Ce,Fe系列LiNbO3晶体光折变效应光存储特性

研究了系列Ce：Fe掺杂以及不同后处理态(生长态、还原态和氧化态)铌酸锂晶体的透过率光谱和光折变全息存储特性。实验结果表明单掺Ce铌酸锂晶体具有较好的图像存储质量和较宽的透过率光谱范围,二波耦合增益相对较低;高掺杂铌酸锂样品的透过率光谱范围较窄,光折变二波耦合增益较低。晶体的后处理对铌酸锂样品的光折变特性影响明显,双掺Ce:Fe还原态铌酸锂晶体具有较高的二波耦合增益;氧化态样品具有较大的透过率光谱范围;还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性。实验结果还表明在同种样品中难于同时获得大的二波耦合增益和图像存储质量。     

双光束入射下掺杂KNSBN晶体的各向异性锥形衍射

利用掺杂ＫＮＳＢＮ晶体，报道了两束异常偏振光所引起的各向异性锥形衍射现象。首次观察到一种由三个衍射光锥所组成的各向异性衍射图样，并且提出了由入射光和满足相位匹配条件的前向散射光所参与的光折变四波混频机制。对双光束对称入射这种特殊实验配置情形，给出了衍射光锥的锥角随入射角的变化关系式，理论分析和实验结果符合得很好。     

Anisotropic Bragg diffraction of finite-sized volume holographic grating in photorefractive crystals

Anisotropic diffraction of uniform plane wave by finite-sized volume holographic grating in photorefractive crystals is considered. It is found that the anisotropic diffraction can take place when some special conditions are satisfied. The diffracted image is obtained in experiment for the anisotropic Bragg diffraction in Fe:LiNbO₃ crystals. A coupled wave analysis is presented to study the properties of anisotropic diffraction. An analytical integral solution for the amplitudes of the diffracted beams is submitted. A trade off between high diffraction efficiency and the deterioration of reconstruction fidelity is analyzed. Numerical evaluations also show that the finite-sized anisotropic volume grating exhibits strong angular and wavelength selectivity. All the results are useful for the optimizing design of VHOE based on finite-sized volume grating structures.     

一般切割面的铋硅族氧化物光折变增益特性及动态光栅优化

利用耦合张量对光折变旋光，电光，压电及弹光铋硅族氧化物晶体中光波本征模的作用，在任意晶体切割面上求解了弱耦合的矢量波耦合方程, 并利用有效耦合概念处理了非旋光晶体 中的矢量波耦合问题. 进而计算旋光和非旋光材料中信号光的增益, 并分别比较各向同性耦 合和各向异性耦合对增益的影响. 对旋光材料优化增益，并把处理结果应用于BSO和BTO晶体 . 还讨论了压电和弹光效应对(110)，(111)及(112)切割面优化增益的影响. 关键词： 铋硅族氧化物 光折变 旋光效应 压电 弹光效应     

The coupling and superposition behavior of higher-order diffraction image based on photorefractive nematic liquid crystal materials

We report some photorefractive higher-order diffraction phenomena of two kinds of photorefractive nematic liquid crystal materials. In the experiment, we observed the superposition of higher-order diffraction images, the coupling of higher-order diffraction lights, and the coupling between higher-order diffraction lights and incident beams. The observed behavior suggests the complexity of the coupling process. The properties of higher-order diffraction images are discussed theoretically, which are in good agreement with experimental results.     

SBN:Cr晶体的光折变四波混频相位共轭特性实验研究

从实验上研究了同成分SBN:Cr晶体在He-Ne激光照射下的四波混频相位共轭特性.首先测量了在不同泵浦光与信号光光强比m及不同光束夹角2θ的情况下,晶体的四波混频相位共轭反射率R随泵浦光强比p的变化关系.其次测量了泵浦光束与信号光束耦合方向对SBN:Cr晶体的四波混频相位共轭特性的影响,并就两种不同掺杂浓度的晶体样品进行了对比,所得实验结果与理论分析基本一致.最后,利用SBN:Cr晶体四波混频相位共轭特性进行了图象畸变消除实验.