Нелинейный материал для обращения волнового фронта электромагнитной волны

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в динамической голографии для преобразования волновых фронтов лазерного излучения. Цель - уменьшение плотности мощности, затрачиваемой на создание динамической дифракционной решетки. Нелинейный материал на основе кристалла фторида лития содержит F⁺₃ и F⁺₃^* - центры к концентрациях, соответствующих коэффециентам поглощения в максимуме полосы поглощения 5 - 35 см^-1 , а концентрация F₂ - центров в нем не превышает величину, при которой отношение коэффициентов поглощения F₂ - центров к F⁺₃ и F^+* равно 0,8.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в динамической голографии для преобразования волновых фронтов лазерного излучения с целью достижения высокой освещенности объектов. Цель изобретения уменьшение плотности мощности, затрачиваемой на создание динамической дифракционной решетки (ДДР), путем заселения метастабильного состояния центров окраски, а также обращения волнового фронта (ОВФ) в новой спектральной области. Испытываются кристаллы фтористого лития с примесью гидроксила, в которых γ-излучением создавались F₂, F₃⁺ и F₃^+*-центры. Суммарные коэффициенты поглощения К₁ в максимуме полос поглощения F₂, F₃ и F₃^+*-центров приведены в таблице. Кристаллы облучены таким образом, чтобы после обработки их излучением 2-й гармоники АИГ Nd³ лазера коэффициенты поглощения К₂ в максимуме полос F₃⁺ и F₃^+*-центров находились в середине (кристалл 3), на границах (кристаллы 2 и 4) и за пределами (кристаллы 1 и 5) предлагаемого диапазона концентраций. Для данных кристаллов измеряют зависимость пропускания от плотности мощности падающего излучения. В таблице представлены значения плотности мощности падающего излучения с λ0,488 мкм, при которых наступает насыщение поглощения для каждого кристалла. Здесь же (кристалл 6) для сравнения приведены соответствующие значения для кристалла LiF c F₂^- центрами окраски. Значения заявляемого спектрального диапазона 0,35-0,53 мкм соответствуют положению полос поглощения F₃⁺ и F₃^+* -центров и выбраны таким образом, чтобы коэффициент поглощения в пределах этого диапазона не выходил за рамки предлагаемого диапазона. Как видно из таблицы, для кристаллов LiF с концентрацией F₃⁺ и F₃^+* -центров, находящихся в пределах предлагаемого диапазона, плотность мощности, необходимая для насыщения поглощения, а следовательно, и для создания ДДР на 4 порядка ниже, чем для известного материала. Для кристаллов с концентрацией рабочих центров, выходящей за границы предлагаемого диапазона, положительный эффект не достигается, поскольку величина Р значительно повышается (кристалл 5) или ОБФ не достигается из-за низкого контраста ДДР, несмотря на малое значение Р (кристалл 1).

Формула изобретения

НЕЛИНЕЙНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОБРАЩЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ путем создания в нем динамической дифракционной решетки на основе кристалла флорида лития, содержащего поглощающие центры окраски, включая F₂ - центры, отличающийся тем, что, с целью снижения мощности, затрачиваемой на создание в нем динамической дифракционной решетки, путем заселения метастабильных состояний, рабочих центров и расширения спектрального диапазона обращения волнового фронта, в материале дополнительно создают F⁺₃ и F⁺₃^* центры в концентрациях, определяемых следующими выражениями: σ₂N₂/σ₁N₁= 0,8 , где N₁ концентрация F⁺₃ и F⁺₃^* центров; N₂ концентрация F₂ центров; σ₁ сечение поглощения F⁺₃ и F⁺₃^* центрами; σ₂ сечение поглощения F^-₂ центрами; K₁ коэффициент поглощения F⁺₃ и F⁺₃^* центрами в максимуме полосы поглощения, равный 5-35 см^-1.

РИСУНКИ

Рисунок 1