Способ измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления

 

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к нелинейной оптике, и может быть использовано для точных измерений анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления вещества. С целью повьопения точности измерения коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления производят запись противофазных голографических решеток одновременно обыкновенными и необыкновенными пуч в ками и дополнительно производят плав сл поворот плоскостей полярияации одного из записывающих пучков и оптической осью нелинейной среды, при котором дифракционная эффективность. равна нулю, а по нему рассчитывают величину анизотропии 2 ил. Ю оэ сд сд СП 00

сОюз советсних сощелистичксних

РЕСПУБЛИН

„„SU„„,12655 11 4 С 01 Н 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н- АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф госудА1 отвеянный HOMHTET cccp по днам изои ктянйй и отнрытий (21) 3835248/24-25 (22) 02.01.85 (46) 23.10.86. Бюл. 9 39 (72) В.Н.Семиошко (53) 535. 24 (088.8) (56) Борщ А.А. и др. Аниэотропия челинейной восприимчивости кристаллов сульфида кадмия. — Квантовая электроника, т. I1, 1984, с. 2041-2048.

Одулов С.Г. и др. Фотостимулированные превращения молекул — новый тип "гигантской оптической нелинейности жидких кристаллов. - ЖЭТФ, 1982, вып. 2, т. 82, с; 1475-1484.. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ И НЕЛИНЕЙНО-;

ГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОИПЕНИЯ, (57) Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к нелинейной оптике, и может быть использовано для точных измерений анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления вещества. С целью повышения точности измерения коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления производят запись противофазных голографических решеток одновременно обыкновенными и необыкновенными пучками и дополнительно производят плавный поворот плоскостей поляризации одного из записывающих пучков и оптической осью нелинейной среды, при котором дифракционная эффективность . равна нулю, а по нему рассчитывают величину анизотропии. 2 ил.

)265558

Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к нелинейной оптике, и может быть использовано для точных измерений аниэотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления.

Целью изобретения является по:вышение точности. измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления.

На фиг,1 приведена схема устрой1

:ства, реализующего способ; на фиг.2— поляризации пучков, взаимодействующих в исследуемом образце.

Устройство содержит лазер 1, средство 2 для изменения интенсивности излучения, светоделитель 3, средства 4 для поворота плоскости полярищации, средство 5 для сведения пучков, исследуемый образец 6, средство

7 для регистрации интенсивности ди-! фрагированного пучка. Средство для изменения интенсивности излучения мо1кет представлять собой развернутые на определенный угол поляризаторы, нейтральные фильтры, светоделитель

1 кристалл исландского шпата, зерка ла, средства для поворота плоскости ноляриэацни — фарадеевские ячейки, средство. для регистрации интенсивности — фотодиод осциллографа.

Устройство работает следующим об: разом.

Пучок лазера 1 ослабляется средством 2 для изменения интенсивности до необходимого уровня, делится на два записывающих пучка светоделителей 3, средства 4 для поворота плоскости поляризации поворачивают на. угол 1 относительно оптической оси исследуемого образца 6 плоскости поляризации записывающих пучков, средство 7 для регистрации интенсивнссти, регистрируют интенсивность диафрагированного пучка. Увеличивая угол., если показатель преломления для обыкновенной волны ио больше показателя преломления для необыкновенной волны по, или уменьшая, есе о

П2 р n2 определяют угол между плоскостью поляризации одного из записывающих пучков и оптической осью исследуемого образца, при котором интенсивность дифрагнрованного пучка равна нулю, и определяет величину анизотропии по формуле

n,/n, у . Р-и (Е )-и Е sinД n I.sing; (2) а 2 O г г

Ф-n (Е ) -n Е cos y-n I cos g

z 2 J (3) 30 где ио n — нелинейные показатели

2 2 преломления для обыкно35 венной и необыкновенной волн соответственно;

И

Е, Е, — компоненты электрического поля параллельные и перпендикулярные оптической оси С;

Х вЂ” интенсивность эаписы40 вающеrо пучка.

Нулевой фазовый набег, а след8вательно, и нулевая дифракционная эф-. фективность будет наблюдаться, кого е . г да Ф = Ф, г.е. когда и sin P =

= и cos ly „„или о г ио

Если и, ne имеют различные зна ки, то угол между плоскостями поляризации записывающих пучков должен быть взят равным нулю, и производиться только изменение угла между оптической осью и плоскостью поляризации обеих пучков, так как только в этом случае будет наблюдаться компенсация противофаэных решеток.

Устройство работает аналогично и в случае измерения аниэотропии коэффициента поглошения.

Пусть угол между оптической осью

5 образца С и плоскостью поляризации каждого из записывающих пучков ðàвен Q . Тогда можно разложить электрические вектора записывающих пучков Е, и Ег на составляющие вдоль и перпендикулярно оптической оси С (фиг.2). Из векторной диаграммы на о О фиг.2 видно, что компоненты Е и Е,, e е 1

Е и Ег записывают противофазные синусоидальные показателя решетки пре1 ломления (если и и и имеют одинакоо е

2 2 вые знаки) .

Известно, что дифракционная эффективность голографической решетки при малом фазовом набеге Р пропорциональна его квадрату.

7 . (>)

Фазовые набеги на. решетках, записываемых обыкновенными и необыкновенными волнами, выражаются соотношениями соответственно.1265558

Аналогично можно. показать, что зазапись амплитудных решеток с использованием ивобретения позволяет опре делить отношение коэффициентов поглощения и фаэовую запись, так для ряда полупроводниковых материалов и М.

Устройство, реализующее способ, обеспечивает точность измерения около 17. и в сильно поглощающих средах 10 не требует больших длин образцов и больших мощностей лазерного излучения.

Оно позволяет определить величину анизотропии за один импульс лазерной 15 генерации, при этом из расчетного соотношения исключается интенсивность, что позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

Способ измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления, заключаю- 2S щийся в записи голографических решеток в исследуемой среде обыкновенны-.. ми и необыкновенными пучками, регистрации их дифракционной эффективности и определении анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, запись голографических решеток обыкновенными и необыкновенными пучками производят од одновременно, при этом поворачивают в противоположных направлениях плоскости поляризации записывающих пучков до момента, при котором общая ди-, фракционная эффекшивность обеих решеток равна нулю, затем определяют угол (между плоскостью поляризации одного иэ записывающих пучков и оптической осью исследуемой среды, при этом оптическую ось среды совмещают с биссектрисой угла между плоскостями поляризации пучков, а анизотропию коэффициента поглощения е

/ ††;/ и нелинейного показателя преМ е ломления / — - J определяют по формуле

Tl2

n г

6 Р

1 с и< а гю

2 где е, с, и, и — коэффициенты е о е поглощения и нелинейные показатели преломления для обыкновенных и не;. обыкновенных пучков соответственно.

l265558

Составитель С.Голубев

ТекРед И.Попович

Редактор В.Иванова

Корректор В.Бутяга

Заказ 5652/36 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4