声光相互作用产生拍频及其机理的研究

声光相互作用产生频移和拍频的理论已经较为完善,但没有具体变化规律的描述。从实验出发,利用高频探测器结合共焦扫描干涉仪和频谱分析仪,用实验方法通过研究Raman-Nath衍射点的拍频现象直观地将声光相互作用产生拍频的现象展示出来,对拍频的产生机理进行了相关分析,并总结了拍频形成的规律,对其产生的条件等因素做了探索。

铌酸锂晶体中写入晶格周期与衍射效率的关系

为了得到衍射效率高的光子晶格,采用光诱导光子晶格的方法,在LiNbO3∶Fe(掺铁铌酸锂)晶体中写入一维光子晶格。对写入晶格周期的密度的最小值,以及晶格周期与衍射效率之间的关系进行了研究,并对用不同波长的激光器写入时的情况进行了对比。实验结果表明,写入周期最小时为入射波长的一半,此时两束入射光形成驻波。发现双光束夹角在20°以内时衍射效率比较高,大于25°时衍射效率比较低。得出结论是:要得到衍射效率高的光子晶格,双光束夹角应在20°以内,并使用短波长激光器作为辐照光源。

光折变晶体中空间二次谐波产生的影响因素

为了研究在光折变晶体中影响空间二次谐波产生的因素,基于光学二次谐波中倍频现象的产生理论,在自散焦LiN bO3:Fe晶体中发现了空间频率的倍频现象。运用干涉法,通过改变光路中振幅掩膜的参数实现对二次谐波产生情况的控制。结果表明,光源的数量会影响产生分裂条纹的多少,波导周期会影响二次谐波现象是否出现。在光源数量和波导周期一定时,二次谐波会随着光强的增大而出现的更快更明显。

双掺Mg:Fe:LN晶体中构造光子晶格的实验研究

为了提高光子晶格的衍射效率,加快晶格写入时间,尝试在掺Fe浓度相同的双掺Mg:Fe:LN晶体(Fe:0.03 wt.%,Mg:2.0 mol)和Fe:LN晶体(Fe:0.03 wt.%)中分别用λ为488 nm半导体激光器和532 nm Nd:YGA固体激光器写入一维光子晶格,对比研究了两晶体内光子晶格最大衍射效率η和时间t的关系。实验结果表明,在双掺Mg:Fe:LN晶体内写入光子晶格时间比Fe:LN晶体所需时间短、衍射效率高。

用双棱镜在LiNbO_3:Fe晶体中构造大面积光子晶格

推导了双棱镜干涉的强度,并用Matlab软件模拟了晶格图案.利用单个和正交双棱镜在LiNbO3:Fe中构造了一维和二维大面积光子晶格.通过CCD观测晶体内的晶格图案和衍射.选取不同的聚焦透镜,对比写入晶格的空间周期和衍射效率.实验结果表明,聚焦透镜焦距为450 mm时,空间周期最小,可达25.75μm,衍射效率为15.3%.

空间二次谐波产生对光子晶格结构的影响

利用傅里叶变换法在自散焦LiNbO3:Fe晶体中写入光子晶格的过程中发现,阵列光束与写入晶格相互作用产生的空间二次谐波对写入晶格的结构具有一定的影响。表现为光子晶格中空间频率的倍频现象,干涉条纹的分裂现象和布拉格带隙的展宽现象。通过对一维光子晶格中空间二次谐波的数值模拟和理论计算,证明了空间二次谐波的产生是晶格结构发生改变的主要原因。实验表明,通过控制空间二次谐波的产生情况可以有效地改变写入光子晶格的内部结构。

多重旋转对称结构光子晶格的实验研究

采用光诱导光子晶格的方法,利用3孔、4孔、5孔、8孔和12孔掩模在掺铁铌酸锂晶体中写入多重旋转对称结构的二维光子晶格。基于干涉理论,对多孔掩模干涉图样进行了数值模拟。通过实验成功地观测到了3孔、4孔、5孔、8孔和12孔布里渊区和远场衍射,并分析了布里渊区与远场衍射的对应关系,实验结果表明光子晶格图样和数值模拟一致。传统观测布里渊区的方法需要使用旋转漫反射器,观测布里渊区和写入晶格是不同的光路,而本方法只需在写入光路中加入衰减器便可观测到布里渊区,较之前的诸方法更为简单、稳定、易于调节。

双掺Mg∶Fe∶LN中大入射角度对晶格衍射效率的影响

为了提高光诱导小周期光子晶格的衍射效率,采用双掺Mg∶Fe∶LN晶体写入一维光子晶格时,通过改变双光束之间的夹角,控制写入晶格的周期,记录不同写入角度衍射效率随时间的变化。实验结果表明:双掺Mg∶Fe∶LN晶体衍射效率在双光束夹角超过24°后急速下降,二次谐波引起的光强振荡增大了光子晶格的衍射效率,双光束夹角越大振荡出现的时间越快。