Cтраница 4
Покажем, что и в этом случае разность продольных фаз обращенных пучков на расщепителе равна нулю при любой длине плеч. Тогда обращенный пучок 4 на выходе из элемента имеет фазу 2 ( р3 - РЗ - - ( р3, а у расщепителя 4 2 ( рз - Пучок 4 формируется из сигнального пучка 3 с фазой ( рз1 и. У расщепителя 4 2р3 4 - Другими словами, оба пучка ведут себя как часть единого сигнального пучка. [46]
На рис. 22 показаны основные элементы голографической установки [ 120J, работающей по двухлучевой схеме и предназначенной для получения объемного изображения частиц в струе воздуха. В качестве источника когерентного излучения используется импульсный рубиновый лазер ( /), излучение которого делится при помощи полупрозрачной пластинки ( 2) на два пучка: сигнальный и опорный. Сигнальный пучок расширяется при помощи телескопа ( 9) и направляется на исследуемый поток ( 8), содержащий частицы. [47]
Все предыдущее рассмотрение демонстрирует исключительные адаптивные возможности лазеров на смешении волн. Часть излучения, когерентно рассеянного на оптических неоднородностях нелинейной среды, попадает в управляемый лазер без переднего зеркала и после отражения от заднего зеркала 34 вновь попадает в нелинейный элемент. Рассеянное излучение играет роль затравочного сигнального пучка для возникновения в направлении 34 сопряженного пучка, т.е. образования обращающего зеркала с внешними пучками накачки. [48]
В случае четырехволнового смешения сигнальной волной в присутствии волн накачки в нелинейной среде наводится такая поляризация, структура излучения которой полностью совпадает со структурой излучения сигнальной волны, волны накачки и обращенной волны. В отсутствие волны 4 на входе в нелинейную среду излучение будет синфазным для сигнального и обращенного пучков и противофазным для пучков накачки. Это будет проявляться как усиление сигнального пучка, рождение обращенного пучка и затухание пучков накачки. [49]
Идентификация произвольной звезды, расположенной в центре плоского сигнального машинного кадра, эффективно осуществляется по ее портрету в виде изображений окружающих ее других звезд. Для этого производится распознавание пучка с полюсом, совмещенным с изображением идентифицируемой звезды. Классы, к которым необходимо отнести сигнальный пучок, представляют собой эталонные пучки, составленные по каталогу звезд в заданном диапазоне свети-мостей. Эталонные машинные кадры имеют одинаковые с сигнальным машинным кадром угловые размеры. Номер класса, к которому отнесен распознаваемый сигнальный пучок, равен номеру идентифицируемой звезды по каталогу. [50]
Обсудим теперь применения вырожденного четырехволнового смешения в двухлучевой интерферометрии на примере интерферометра Майкельсо-на, у которого одно или оба концевых зеркала заменены обращающим зеркалом с внешней накачкой либо с самонакачкой. Напомним, что зеркало с внешней накачкой сопрягает полную фазу сигнального пучка, точнее его обратимую ( взаимную) часть. [51]
Покажем, что и в этом случае разность продольных фаз обращенных пучков на расщепителе равна нулю при любой длине плеч. Тогда обращенный пучок 4 на выходе из элемента имеет фазу 2 ( р3 - РЗ - - ( р3, а у расщепителя 4 2 ( рз - Пучок 4 формируется из сигнального пучка 3 с фазой ( рз1 и. У расщепителя 4 2р3 4 - Другими словами, оба пучка ведут себя как часть единого сигнального пучка. [52]
Здесь r A4 ( l) / Al ( 0) 2 - отношение интенсивностей пучков накачки, Rfc А2 ( 0) / 4 ( 0) 2 - относительная интенсивность обращенного пучка на выходе из передней грани нелинейной среды. Rfc есть коэффициент ОВФ-отражения сигнального пучка от нелинейного элемента. Аналогично t 2 А3 ( 1 -) / А3 ( 0) 2 - коэффициент усиления сигнального пучка, характеризующий прозрачность элемента для сигнального пучка. Очевидно, что в результате энергообмена сигнального пучка с пучками накачки коэффициенты отражения и прозрачности могут превышать единицу. [53]
Неизбежность такого типа обратной связи в рассматриваемой схеме четырехволнового взаимодействия самым непосредственным образом связана с симметрийными свойствами двух связанных общей решеткой встречнонаправленных процессов двухволнового смешения. Действительно, как указывалось в разделе 6.2 ( см. рис. 6.3), в случае записи фазовой решетки смещенного типа такие процессы обязательно идут в противоположных направлениях. Фактически это означает, что один из пучков накачки, который отвечает направлению двухволнового взаимодействия с ослаблением сигнального пучка, обязательно осуществляет когерентное стирание голограммы. [54]
Отклик чисто нелокальный ( у 0; у 0)), Фр тг / 2 - т.е. решетка смещена на четверть периода вдоль полярной оси кристалла. При этом у, а значит, и энергообмен максимальны, а перекачка фаз отсутствует. При z - интенсивность / з стремится к / 0, что означает полную перекачку всей интенсивности в сигнальный пучок. [55]
Поскольку в фоторефрактивных кристаллах электрооптические коэффициенты г3 1 г3 2 равны нулю, дифракция без поворота плоскости поляризации на записанной решетке не происходит. Поэтому в обычной схеме анизотропной самодифракции сигнальная волна не усиливается, а только ослабляется. Далее будет показано, что при использовании одновременно двух попутных волн накачки, отличающихся по поляризации, можно обеспечить усиление сигнального пучка и построить на этом эффекте оптический генератор. [56]
Ясно, что первая схема может быть использована для создания генераторов с произвольными как линейными, так и кольцевыми конфигурациями резонаторов. Вторая схема возвращает падающий на него пучок во встречном направлении, поэтому она может быть использована только в линейном резонаторе. Третья схема, напротив, годится только для создания кольцевых однонаправленных генераторов, так как она обладает невзаимными свойствами - посылка сигнального пучка во встречном по отношению к рождающемуся пучку направлении не приводит к появлению дополнительного пучка, встречного по отношению к исходному сигнальному. Чтобы предсказать свойства генераторов, проектируемых на основе одной из перечисленных трех схем, необходимо знать законы преобразования интенсивностей ( усиления) и изменения фаз выходного пучка по отношению к входному. [57]
Следует обратить внимание на то, что энергия пучка, отраженного от обращающего зеркала, существенно превышает энергию пучков накачки. Это обусловлено тем, что пучок генерации, падающий на кювету, при дифракции на записанных в среде решетках приводит к рождению пучков накачки, которые в свою очередь обеспечивают возникновение обращенного пучка. При этом взаимодействие уже оказывается не четырех -, а восьмипучковым и обращающее зеркало переходит в режим самообращения и воспроизводит структуру входного сигнального пучка. [58]
Здесь r A4 ( l) / Al ( 0) 2 - отношение интенсивностей пучков накачки, Rfc А2 ( 0) / 4 ( 0) 2 - относительная интенсивность обращенного пучка на выходе из передней грани нелинейной среды. Rfc есть коэффициент ОВФ-отражения сигнального пучка от нелинейного элемента. Аналогично t 2 А3 ( 1 -) / А3 ( 0) 2 - коэффициент усиления сигнального пучка, характеризующий прозрачность элемента для сигнального пучка. Очевидно, что в результате энергообмена сигнального пучка с пучками накачки коэффициенты отражения и прозрачности могут превышать единицу. [59]
В дальнейшем фоторефрактивная голографическая запись была получена на целом ряде полупроводников [57-63], наиболее популярным из которых остается GaAs. Именно в последнем случае был достигнут рекордно большой коэффициент усиления Г 1 см 1 [63] и впервые получено усиление ( с учетом поглощения) сигнального пучка по сравнению с падающим на кристалл. [60]