Распространение и генерация оптических волн в ПДС волн

169 
кристаллов и отражение, преломление и генерацию основной и высших 
гармоник. 
Приложение постоянного электрического поля к ПДС вследствие 
электрооптического эффекта создает периодические изменения значения и 
знака показателя преломления 
n
и коэффициента диэлектрической 
проницаемости 

. 
Изменение показателя преломления приводит к фазовому сдвигу 

для 
волны, распространяющейся через домен:[7] 


3
0
0
e
rn EL
E P




, 
где 
r
- электрооптический коэффициент,
e
n
- необыкновенный показатель 
преломления среды,
0
P
и 
0
E
- единичные вектора поляризации и приложенного 
поля в домене, 
L
- длина образа в направлении распространи луча, 

- длина 
волны. 
Вследствие различия знака электрооптического коэффициента 
r
фазовые 
углы 

будут иметь противоположные знаки для соседних доменов. 
Максимальный эффект возникает при коллинеарности векторов поляризации в 
доменах и электрического поля. Это позволяет рассматривать ПДС как 
фазовую дифракционную решетку, период которой равен периоду ПДС.
Когерентный оптический пучок, распространяющийся вдоль ПДС, будет 
претерпевать отражение и преломление на каждой границе раздела. В 
результате, возникает сложная структура волн, идущих в прямом и обратном 
направлениях, и взаимодействующих между собой. 
Теория связанных мод, описывает распространение электромагнитного 
излучения в периодической слоистой структуре. Все взаимодействия сводятся к 
двум волнам с волновыми векторами 
1
k
и 
2
k
, которые движутся в одном или 
взаимно противоположных направлениях. Их сильное взаимодействие 
возникает при выполнении:
1) условия продольного фазового синхронизма
для однонаправленных волн: 
1
2
0
m
k
k
k
k
   

, где 
1, 2,3...
m

, 
для противоположно направленных волн:
1
2
0
m
k
k
k
k
   

, и 
2) динамического соотношения волнового вектора 
m
k
и длины ПДС 
L
(2
1)
2
m
k L
m



где 
1, 2,3...
m

. 
Максимальное отражение возникает при 
m
k L
m


, 
здесь 
2
m
k
m
d


- волновой вектор периодической доменной структуры. 
Дифракция оптического пучка наблюдалась в кристалле ниобата лития, в 
котором была сформирована совершенная доменная структура. При 
распространении плоскополяризованного пучка вдоль доменных границ и 
приложении электрического поля вдоль доменных границ возникает дифракция 
Рамана-Ната с эффективностью преобразования 98%. 

170 
Использование ПДС повышает быстродействие управления параметрами 
оптического пучка и позволяет создать модуляторы с управлением в 
гигагерцовом диапазоне. В ниобате лития на базе ПДС создан дефлектор 
оптических пучков. 

жүктеу/скачать 12,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: