Обращение волнового фронта

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Обращение волнового фронта

Содержание

2. Обращение волнового фронта Обращённая волна – это такая волна, которая распространяется в обратном направлении по отношению
3. Обращение плоской и сферической волн
4. Обращение волны с неоднородным фронтом Поверхность зеркала должна совпадать с поверхностью равных фаз. Тогда при отражении
5. Пример применения метода обращения волнового фронта
6. Обращение волнового фронта в голографии
7. Обращение волнового фронта методом динамической голографии голографии Предпочтителен такой материал голограммы, в котором фазовая решетка формируется
8. Формирование фазовой решетки в среде с кубической нелинейностью Зависящая от поля добавка к показателю преломления пропорциональна
9. Обращение волнового фронта при вырожденном четырехволновом взаимодействии
10. Фоторефрактивные кристаллы Под действием света происходят изменения наблюдаемые как изменения показателя преломления. В фоторефрактивном кристалле существенные
11. Фоторефрактивные кристаллы Кристалл BSO (6Bi2O3·SiO2) – полупроводник с большой шириной запрещенной зоны (на это указывает заметное
12. Фоторефрактивные кристаллы Если подвижности носителей заряда различаются, то диффузия более подвижных носителей обгоняет диффузию менее подвижных.
13. Фоторефрактивные кристаллы Время жизни неравновесных электронов проводимости ограничено их переходами в связанные состояния на ловушках-акцепторах, внутри
14. Фоторефрактивные кристаллы Ионизованный донор на общем фоне электронейтрального полупроводника несет положительный заряд, а занятая ловушка –отрицательный.
15. Фоторефрактивные кристаллы Совместное действие фотовозбуждения, диффузии электронов проводимости, формирования пространственных зарядов и эффекта Поккельса приводят к
17. Скачать презентацию

Слайд 2

Обращение волнового фронта
Обращённая волна – это такая волна, которая распространяется в

обратном направлении по отношению к исходной волне, в каждом ее сечении имеет такое же распределение амплитуд, а распределение фаз отличается только знаком.
С математической точки зрения операция обращения волнового фронта эквивалентна операции комплексного сопряжения.

Слайд 3

Обращение плоской и сферической волн

Слайд 4

Обращение волны с неоднородным фронтом
Поверхность зеркала должна совпадать с поверхностью равных

фаз.
Тогда при отражении мы получим волну с обращённым волновым фронтом.

Слайд 5

Пример применения метода обращения волнового фронта

Слайд 6

Обращение волнового фронта в голографии

Слайд 7

Обращение волнового фронта методом динамической голографии голографии
Предпочтителен такой материал голограммы, в

котором фазовая решетка формируется динамически, изменяясь вместе с интерференционной картиной.
Поглощение в этом материале должно быть небольшим, чтобы легче было получить объемную решетку с большой дифракционной эффективностью.
Показатель преломления должен изменяться пропорционально локальной интенсивности излучения. Чем быстрее реакция материала и релаксация в нем, тем более быстрые флуктуации волнового фронта можно компенсировать.
Для обращения волнового фронта нужно формировать объемную фазовую динамическую голограмму обращаемой волны в материале с нелинейной восприимчивостью, показатель преломления материала должен зависеть от напряженности поля действующего на него света.

Слайд 8

Формирование фазовой решетки в среде с кубической нелинейностью
Зависящая от поля добавка

к показателю преломления пропорциональна интенсивности поля, и она тем больше, чем больше коэффициент χ3, который обычно называют кубической нелинейностью.
В среде с кубичной нелинейностью пространственная неоднородность интенсивности поля излучения создает подобную же неоднородность показателя преломления.
На этом эффекте основано формирование динамических фазовых голограмм.

Поляризация вещества под действием поля световой волны в общем случае зависит от ее напряженности, а не зависящая от напряженности поляризуемость (восприимчивость) – лишь только первое слагаемое разложения восприимчивости в ряд по степеням напряженности.
С точностью до слагаемых пятой и более высоких степеней:

Слайд 9

Обращение волнового фронта при вырожденном четырехволновом взаимодействии

Слайд 10

Фоторефрактивные кристаллы
Под действием света происходят изменения наблюдаемые как изменения показателя преломления.

В фоторефрактивном кристалле существенные роли играют подвижные и локализованные заряженные состояния.

Слайд 11

Фоторефрактивные кристаллы
Кристалл BSO (6Bi2O3·SiO2) – полупроводник с большой шириной запрещенной зоны

(на это указывает заметное поглощение в сине-фиолетовой области спектра).
Из-за большой ширины запрещенной зоны Eg >> kT при комнатных температурах концентрация электронов проводимости крайне мала.
В глубине запрещенной зоны расположены энергетические уровни заряженных локализованных состояний. Подвижность электронов в этих состояниях на несколько порядков ниже, чем подвижность электронов в зоне проводимости.

В этих состояниях внутри запрещенной зоны время жизни электронов довольно велико, поэтому их называют ловушками.
В красной области спектра BSO поглощает на переходах с глубоких донорных уровней в зону проводимости. Концентрация доноров невелика, поэтому поглощение не очень сильное.
Существует оптимум поглощения, при котором желательные эффекты проявляются наиболее сильно.

Слайд 12

Фоторефрактивные кристаллы
Если подвижности носителей заряда различаются, то диффузия более подвижных носителей

обгоняет диффузию менее подвижных. Тогда заряды разного знака разделяются в пространстве, и образуется электростатическое поле. Это явление в полупроводниках называют эффектом Дембера.
Поле разделившихся при диффузии разноименных зарядов сдерживает движение более подвижных носителей и ускоряет носители менее подвижные.
При стационарном освещении поле разделившихся зарядов вызывает их дрейф по полю, так что токи диффузии и дрейфа, направленные навстречу друг другу, компенсируются.

Слайд 13

Фоторефрактивные кристаллы
Время жизни неравновесных электронов проводимости ограничено их переходами в связанные

состояния на ловушках-акцепторах, внутри запрещенной зоны, ближе к зоне проводимости. Время жизни этих связанных состояний иногда может быть очень заметным (секунды и более).
Очень важно то, что и доноры, и ловушки –локализованные заряженные состояния. Диффундирующие из освещенной области электроны проводимости, захваченные на ловушки в прилегающей неосвещенной области, образуют область отрицательного заряда на расстояниях порядка диффузионной длины от освещенной области.
Плотность пространственного заряда в первом приближении пропорциональна освещенности. В освещенной области формируется положительный пространственный заряд незаселенных доноров.

Слайд 14

Фоторефрактивные кристаллы
Ионизованный донор на общем фоне электронейтрального полупроводника несет положительный заряд,

а занятая ловушка –отрицательный. В области перехода от освещенной к неосвещенной области пространственные заряды создают электростатическое поле.
Его напряженность в первом приближении пропорциональна освещенности и обратно пропорциональна диффузионной длине; вектор напряженности направлен так, что поле объемных зарядов тормозит диффузию электронов проводимости из света в тень.
Так в стационарных условиях освещения формируется стационарное распределение электрического поля. Так как концентрация собственных носителей заряда в широкозонном полупроводнике исчезающе мала, а примесные уровни энергии в нашем случае расположены в глубине запрещенной зоны, то возникший при неоднородном освещении пространственный заряд не может рассасываться с участием токов проводимости, а его поле в отсутствие свободных носителей не экранируется и релаксирует очень медленно.

Слайд 15

Фоторефрактивные кристаллы
Совместное действие фотовозбуждения, диффузии электронов проводимости, формирования пространственных зарядов и

эффекта Поккельса приводят к тому, что при пространственно-неоднородном освещении в области градиента освещенности показатель преломления материала изменяется, и тем сильнее, чем больше градиент освещенности. Этот результат и называют диффузионным фоторефрактивным эффектом.
Подчеркнем, что фоторефрактивный эффект – изменение показателя преломления в области градиента освещенности, и самые важные роли в нем играют образование электростатических полей пространственного заряда и электрооптический эффект Поккельса.
Зависимость показателя преломления от равномерной освещенности очень слаба, но заметна зависимость показателя преломления от градиента освещенности. Такую взаимосвязь называют нелокальной.

Обращение волнового фронта

Содержание

Обращение волнового фронтаОбращённая волна – это такая волна, которая распространяется в

Обращение плоской и сферической волн

Обращение волны с неоднородным фронтомПоверхность зеркала должна совпадать с поверхностью равных

Пример применения метода обращения волнового фронта

Обращение волнового фронта в голографии

Обращение волнового фронта методом динамической голографии голографииПредпочтителен такой материал голограммы, в

Формирование фазовой решетки в среде с кубической нелинейностьюЗависящая от поля добавка

Обращение волнового фронта при вырожденном четырехволновом взаимодействии

Фоторефрактивные кристаллыПод действием света происходят изменения наблюдаемые как изменения показателя преломления.

Фоторефрактивные кристаллыКристалл BSO (6Bi2O3·SiO2) – полупроводник с большой шириной запрещенной зоны

Фоторефрактивные кристаллыЕсли подвижности носителей заряда различаются, то диффузия более подвижных носителей

Фоторефрактивные кристаллыВремя жизни неравновесных электронов проводимости ограничено их переходами в связанные

Фоторефрактивные кристаллыИонизованный донор на общем фоне электронейтрального полупроводника несет положительный заряд,

Фоторефрактивные кристаллыСовместное действие фотовозбуждения, диффузии электронов проводимости, формирования пространственных зарядов и

Похожие презентации