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Óptica no Lineal

EFECTO FOTO-REFRACTIVO. Óptica no Lineal. Verano 2004. Efecto Fotorefractivo. INTRODUCCIÓN DESCRIPCIÓN DEL EFECTO FOTOREFRACTIVO MATERIALES FOTEREFRACTIVOS APLICACIONES. Óptica no Lineal. Verano 2004. INTRODUCCIÓN. Efecto Fotorefractivo.

steve
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  1. EFECTO FOTO-REFRACTIVO Óptica no Lineal Verano 2004

  2. Efecto Fotorefractivo • INTRODUCCIÓN • DESCRIPCIÓN DEL EFECTO FOTOREFRACTIVO • MATERIALES FOTEREFRACTIVOS • APLICACIONES Óptica no Lineal Verano 2004

  3. INTRODUCCIÓN Efecto Fotorefractivo La óptica no lineal es el estudios de la interacción de la luz en la materia y es llamada óptica no lineal por que la materia no responde linealmente a la amplitud del campo eléctrico. Para la óptica no lineal fotorefractiva , el efecto fotorefractivo es un fenómeno en el cual el índice de refracción cambia por la variación de la intensidad de la luz. Este fenómeno fue descubierto cuando se estaban haciendo estudios de transmisión láser a través de un cristal electroptico, en donde se distorsionaba el frente de onda del haz transmitido Se le denominó como “daño óptico” Óptica no Lineal Verano 2004

  4. Efecto Fotorefractivo DESCRIPCIÓN DEL EFECTO FOTOREFRACTIVO Se asume que el medio foto refractivo contiene cierto tipo de impurezas o imperfecciones Luz no uniforme (x) n(x) Óptica no Lineal Verano 2004

  5. Efecto Fotorefractivo FOTOIONIZACIÓN • La absorción de un fotón, produce un electrón donador en la banda de conducción • La razón de fotoionización G(x) es proporcional a la intensidad óptica y a la densidad de donadores no ionizados. es el número de densidad de donadores es el número de densidad de donadores ionizados Cte. Conocida como fotoionización a través de la sección Óptica no Lineal Verano 2004

  6. Efecto Fotorefractivo DIFUSIÓN • - - - - - - - - • - - - - - - - - • - - - - - - - - Debido a que (x) no es uniforme , la densidad de electrones excitados n(x) es además no uniforme Como resultado los electrones se difunden de un lugar de alta concentración a un lugar de baja concentración. Óptica no Lineal Verano 2004

  7. Efecto Fotorefractivo RECOMBINACIÓN • - - - - - - - - + + + + + + + + • - - - - - - - - + + + + + + + + • - - - - - - - - + + + + + + + + Los electrones se recombinan R(x), en proporción al número de densidad de los donadores ionizados tal que: En equilibrio la razón de recombinación es igual a la razón de fotoionización R(x) = G(x), de tal manera que: De lo cual: Como resultado se forma una distribución no uniforme espacio - carga Óptica no Lineal Verano 2004

  8. Efecto Fotorefractivo CAMPO ELÉCTRICO El espacio – carga genera un campo eléctrico dependiente de la posición E(x). En estado estable, la corriente y difusión dela densidad de corriente eléctrica es igual en magnitud y signo opuesto. Óptica no Lineal Verano 2004

  9. Efecto Fotorefractivo ÍNDICE DE REFRACCIÓN El material es electroptico, el campo eléctrico E(x) modifica el índice de refracción: La relación entre la intensidad incidente (x) y el cambio del índice n(x) es asumiendo que la razón: es constante e independiente en x En este caso n(x) es proporcional a (x), y esta ec. describe al material como un dispositivo de almacenaje. Óptica no Lineal Verano 2004

  10. Efecto Fotorefractivo MATERIALES FOTEREFRACTIVOS Los materiales fotorefractivos están definidos como materiales electro ópticos, en los cuales su índice cambia por foto inducción, creándose campos espacio-carga por medio del efecto electro óptico Las cualidades para elegir un material electro óptico para aplicaciones fotorefractivas son : • Sensitividad fotorefractiva • Rango dinámico (máximo cambio en el índice de refracción) • Cambio de fase entre el índice y la distribución de la intensidad • Grabado fotorefractivo y tiempo de borrado • Dependencia de la frecuencia espacial • Dependencia del campo eléctrico • Longitud de onda del láser para inducir el cambio en el índice de refracción • Razón señal – ruido • Temperatura de operación del lugar donde se realiza el experimento Óptica no Lineal Verano 2004

  11. APLICACIONES Efecto Fotorefractivo • Grabado de hologramas en tiempo real (mexcal de dos ondas) • Amplificación de una imagen usando mezcla de dos ondas en cristales fotorefractivos. • Amplificación espacial • Moduladores de luz espaciales fotorefractivos (SML) • Detectores • etc. Óptica no Lineal Verano 2004

  12. REFERENCIAS Efecto Fotorefractivo • Pochi Yeh, “Introduction to photorefractives Nonlinear Optics”, John Wiley and Sons. • Fundamentals Photonics, Saleh, John Wiley and Sons. • Photorefractive Materials and their Applications I, II, Topics in Applied Physics, Springer Verlag Óptica no Lineal Verano 2004

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