光折变晶体材料科学导论

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光折变晶体材料科学导论　　实验十八光折变晶体光折变特性　　光折变效应即光致介质折射率变化效应。它是1966年由贝尔实验室的Ashkin等人首先发现的：当他们用聚焦激光束辐照在铁电晶体材料铌酸锂和钽酸锂晶体上进行光倍频实验时，意外地发现光辐照引起折射率的变化，折射率的变化又引起光波波前的变化，从而产生光衍射，严重破坏相位匹配条件，影响此类材料在光倍频等强光光学方面的应用，因此将此现象称为“光损伤”。后来，人们发现这种“光损伤”不同于强光造成的永久性光损伤，它可

2、以通过均匀光照或适当地加热来消除，使材料又恢复到原来状态。1968年，Chen等人首先认识到“光损伤”可以用作光数据存储。这样，原本不受欢迎的“光损伤效应”就一改最初被冷落的局面，引起了人们的极大兴趣，同时对这种效应的研究也日益广泛发展起来。为了与真正的、永久破坏性的“光损伤”相区别，人们将这种效应称为光致折射率变化效应(Photo-inducedrefractiveindexchangeeffect)或简称光折变效应(Photorefractiveeffect)。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保

3、其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　光折变效应不同于其它强光非线性效应，它可以在很低的激光功率(毫瓦)作用下，在方便的时间尺度上实现和观察与光折变效应相关的各种非线性效应，因而引起了人们的极大兴趣。在近二十多年中，光折变非线性光学以意想不到的速度发展并迅速形成了一门分支学科即光折变非线性光学。光折变材料可以在室温很低的激光功率(毫瓦)作用下，实现实时各种光折变非线性效应；因此，光折变材料在光存储，光学信息处理，光计算，光相位共轭技术等领域得到了广泛的应用。　　一、实验

4、目的1.了解光折变原理2.熟悉二波耦合效应　　二、实验原理　　光波耦合理论　　如图1所示：　　我们首先考虑两束相同频率的激光束在光折变介质中相互用，形成干涉图样。假设其光波场为　　作　　????　　Ej?ejAjexp[i(?)],　　j=1,2(1)　　????　　e2分别为两光波的偏振态，k1、k2分别为两光波矢量。其中:e1、　　则光波干涉场为　　*??A2??A1　　?I0{1?[e1?e2]exp(-ik?r)?}目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的

5、发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　I0　　图1晶体中的双光束干涉　　2　　?2??　　I=E?E1+E2　　(2)　　由以上两束光形成的干涉调制光场在晶体内形成调制空间电荷场，而调制空间电荷场通过电光效应引起相应的折射率变化，光折变晶体的折射率变化可表示为　　*??n1A2??A1　　exp(-ik?r)?](3)n=n0?[exp(i?)[e1?e2　　2I0　　式中，φ为折射率光栅与光场分布间的相位差，正是由于这一位相差的存在，导致了光束在光折变晶体中通过耦合产生能量交换。φ与晶体参数和实验条件有关，在

6、以扩散为主的光折变晶体中，?~90。由麦克斯韦方程可得到约化波方程　　?　　??22?　　?E+2nE=0(4)　　c　　2目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　假定光束在xz平面内传播，为简单起见设其横截面尺寸足够大，光波场振幅仅与z有关。采用慢变波近　　d2d　　Aj,似2Aj???j　　dzdz　　我们可得耦合波方程　　j?1,2　　d?2n0n1　　A1=2e

7、xp(-i?)A*2i?12A2A1(6)dzcI0d?2n0n1*　　A2=2exp(-i?)A1A1A2(7)2i?2　　dzcI0　　其中，?1和?2分别为晶体内两光波波矢量在z方向的分量，它们的相对取值与符号决定着晶体内光栅的类　　型和能量耦合的特性。　　对于图1所示的两光束从晶体同侧对称入射时的情况,可以得到二波耦合增益系数：　　-?L　　1I2(L)I1(0)e　　?=ln(8)?LLI2(0)eI1(L)　　?　　?　　如果光束2为信号光，我们可以得到g=目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提