Фоторефрактивный эффект - Photorefractive effect

Эта статья включает в себя список общих использованная литература, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшить эта статья введение более точные цитаты. (Март 2013 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

В фоторефрактивный эффект это нелинейно-оптический эффект виден в некоторых кристаллы и другие материалы, отвечающие на свет изменив их показатель преломления.^[1]Эффект можно использовать для хранения временных, стираемых голограммы и полезен для хранения голографических данных.^[2][3]Его также можно использовать для создания ОВФ-зеркало или оптический пространственный солитон.

Механизм

Фоторефрактивный эффект происходит в несколько этапов:

1. Фоторефрактивный материал освещается последовательный лучи света. (В голографии это будут сигнальный и опорный лучи). Вмешательство между лучами образует узор из темных и светлых полос по всему кристаллу.
2. В регионах, где присутствует яркая бахрома, электроны может поглощать свет и получать фотовозбуждение от уровень примеси в зона проводимости материала, оставляя электронная дыра (чистый положительный заряд). Уровни примесей имеют энергия промежуточное звено между энергиями валентная полоса и зона проводимости материала.
3. Попав в зону проводимости, электроны могут свободно перемещаться и размытый по всему кристаллу. Поскольку электроны возбуждаются преимущественно в ярких полосах, суммарный ток диффузии электронов направлен в сторону темных областей материала.
4. Находясь в зоне проводимости, электроны могут с некоторой вероятностью рекомбинировать с дырками и возвращаться на примесные уровни. Скорость, с которой происходит эта рекомбинация, определяет, насколько далеко электроны диффундируют, и, следовательно, общую силу фоторефрактивного эффекта в этом материале. Вернувшись на примесный уровень, электроны захватываются и больше не могут двигаться, пока не будут повторно возбуждены обратно в зону проводимости (светом).
5. С чистым перераспределением электронов в темные области материала, оставляя дыры в светлых областях, результирующее распределение заряда вызывает электрическое поле, известный как поле пространственного заряда быть установленным в кристалле. Поскольку электроны и дырки захвачены и неподвижны, поле пространственного заряда сохраняется даже при удалении освещающих лучей.
6. Поле внутреннего пространственного заряда через электрооптический эффект, вызывает изменение показателя преломления кристалла в областях, где поле наиболее сильное. Это вызывает пространственно изменяющийся показатель преломления. решетка происходить по всему кристаллу. Образующаяся решетка повторяет картину интерференции света, первоначально наложенную на кристалл.
7. Решетка показателя преломления теперь может преломлять свет падал на кристалл, в результате чего дифракционная картина воссоздала исходную картину света, хранящуюся в кристалле.

заявка

Фоторефрактивный эффект можно использовать для динамическая голография, и, в частности, для очистки когерентных пучков. Например, в случае голограммы освещение решетки только опорным лучом вызывает восстановление исходного сигнального луча. Когда два связных лазер лучи (обычно получаемые путем разделения лазерного луча с помощью Разделитель луча на два, а затем соответствующим образом перенаправив зеркала ) крест внутри фоторефрактивного кристалл, результирующий показатель преломления решетка дифрагирует лазерные лучи. В результате один луч приобретает энергию и становится более интенсивным за счет уменьшения интенсивности света другого. Этот феномен является примером двухволновое смешение. В этой конфигурации Условие дифракции Брэгга автоматически удовлетворяется.

Узор, хранящийся внутри кристалла, сохраняется до тех пор, пока узор не будет стерт; это можно сделать, залив кристалл равномерным освещением, которое вернет электроны обратно в зону проводимости и позволит им распределяться более равномерно.

Фоторефрактивные материалы включают титанат бария (BaTiO₃), ниобат лития (LiNbO₃), ванадий допированный теллурид цинка (ZnTe: V), органические фоторефрактивные материалы, определенный фотополимеры, и немного множественная квантовая яма конструкции.

использованная литература