close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13572

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 03H 1/18
СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ПРОПУСКАЮЩЕЙ ГОЛОГРАММЫ,
ЗАПИСАННОЙ В КУБИЧЕСКОМ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНОМ
ФОТОРЕФРАКТИВНОМ КРИСТАЛЛЕ СО СТРУКТУРОЙ
СИЛЛЕНИТА В ДИФФУЗИОННОМ РЕЖИМЕ
(21) Номер заявки: a 20080060
(22) 2008.01.18
(43) 2009.08.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Мозырский государственный педагогический университет им.И.П. Шамякина" (BY)
(72) Авторы: Шепелевич Василий Васильевич; Ропот Петр Иосифович
(BY)
BY 13572 C1 2010.08.30
BY (11) 13572
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Мозырский государственный
педагогический университет им. И.П.Шамякина" (BY)
(56) HUIGNARD J.P. etc. Appl. Phys. Letters,
1976. - V. 29. - № 9,1. - P. 591-593.
SU 683579, 1980.
JP 57066466 A, 1982.
JP 9148991 A, 1997.
ШЕПЕЛЕВИЧ В.В. и др. Квантовая
электроника. - 2002. - Т. 31. - № 1. С. 87-90.
ШЕПЕЛЕВИЧ В.В. и др. Письма в
ЖТФ. - 1998. - Т. 24. - № 24. - С. 55-60.
(57)
Способ считывания пропускающей голограммы, записанной в кубическом оптически
активном фоторефрактивном кристалле со структурой силленита в диффузионном режиме, включающий освещение кристалла опорной волной и получение копии предметной
волны за счет дифракции опорной волны на сформированной при записи голограмме, отличающийся тем, что освещают опорной волной кристалл, помещенный во внешнее магнитное поле, величину и направление которого выбирают в соответствии с эффектом
Фарадея для полной или частичной компенсации поворота плоскости поляризации света,
обусловленного естественной оптической активностью кристалла.
Изобретение относится к области оптической голографии, в частности к считыванию
голограмм, записанных в кубическом оптически активном фоторефрактивном кристалле
со структурой силленита в диффузионном режиме, и может быть использовано в системах
хранения, передачи и обработки оптической информации.
Кубические оптически активные кристаллы (например, Bi12SiO20, Bi12GeO20, Bi12TiO20)
являются самыми высокочувствительными кристаллическими регистрирующими средами
с достаточно быстрым фоторефрактивным откликом и успешно используются для записи
голограмм. Известно, например [1], что наименьший уровень шумов при считывании пропускающих голограмм, записанных в таких кристаллах, достигается при записи их в диффузионном режиме, то есть без приложения к кристаллу внешнего постоянного или
переменного электрического поля.
BY 13572 C1 2010.08.30
Обычно считывание голограмм проводится классическим способом. Например, в [2]
подробно описана схема считывания объемной пропускающей голограммы, зарегистрированной в изотропной среде. Здесь также приведена методика расчета дифракционной эффективности такой голограммы с использованием теории связанных волн.
Считывание объемной диффузионной голограммы, записанной в кубическом оптически активном кристалле, описано также в [3] (прототип). Процесс считывания проводится
следующим образом. Опорная световая волна направляется на голограмму, записанную в
кристалле. При взаимодействии этой световой волны со сложной структурой показателя
преломления, копирующей интерференционную структуру светового поля на стадии
записи, в результате дифракции восстанавливается копия предметной волны, которая
содержит записанную в кристалле информацию. Однако низкая дифракционная эффективность таких голограмм, обусловленная естественной оптической активностью кристалла, ограничивает их практическое применение.
Задачей изобретения является увеличение дифракционной эффективности пропускающих голограмм, записанных в кубическом оптически активном кристалле в диффузионном режиме, за счет уменьшения или полного устранения влияния оптической активности
кристалла при их считывании.
Поставленная задача решается внесением пропускающей голограммы на стадии считывания во внешнее однородное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом или
соленоидом. Величина и направление магнитного поля выбираются таким образом, чтобы
за счет эффекта Фарадея компенсировать или ослабить влияние оптической активности
кристалла на процесс взаимодействия световых волн при считывании. Таким образом, известный эффект Фарадея [4] применяется для компенсации естественной оптической активности кристалла с целью повышения дифракционной эффективности записанных в нем
голограмм, что соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия" заявляемого способа.
Эффективность предлагаемого способа демонстрируется на следующем примере.
Пусть в кристалле Bi12SiO20 среза [110] записана топографическая решетка в типичной
геометрии [1], когда вектор решетки параллелен направлению [ 1 1 0 ]. При этом дифракционная эффективность голограммы выражается формулой [5].
к2
η1 = 2 0 2 sin 2  к 02 + α ϕ2 d ,
(1)


к 0 + αϕ
где к0 - постоянная связи, величина которой определяется фоторефрактивными свойствами кристалла и в значительной степени зависит от содержания донорной и акцепторной
α
, α - удельное вращение кристалла, ϕ - угол Брэгга внутри кристалпримесей, α ϕ =
cos ϕ
ла, d - толщина кристалла.
Если направить внешнее магнитное поле параллельно направлению распространения
восстановленной предметной волны, то можно подобрать напряженность этого поля так,
чтобы полностью компенсировать естественную оптическую активность кристалла. Количественно вращение плоскости поляризации света на единицу длины под действием
внешнего магнитного поля дается соотношением:
(2)
αH = bH,
где b - постоянная Верде, H - величина напряженности магнитного поля.
Формула (1) с учетом приложения к кристаллу внешнего магнитного поля вдоль
направления распространения света принимает вид:
к 02
η1 = 2
sin 2  к 02 + (α ϕ − α H ) 2 d .
(3)
2


к 0 + (α ϕ − α H )
2
BY 13572 C1 2010.08.30
Если величина напряженности магнитного поля H выбрана так, что αϕ = αH, то дифракционная эффективность голограммы η2 в этом случае выразится следующим образом:
(4)
η2 = sin2(k0d).
Постоянная Верде b для фоторефрактивного кристалла Bi12SiO20 имеет порядок
0,25 мин/Э см, удельное вращение α на длине волны He-Ne лазера составляет
22 угл. град/мм [1]. При типичной величине постоянной связи к0 = 0,2 см-1 голографической решетки в таких кристаллах и толщине d = 1 см полная компенсация оптической активности кристалла для малых углов Брэгга будет достигнута при напряженности
магнитного поля около 53 кЭ. При этом дифракционная эффективность голограммы
η1 = 0,11 % после включения внешнего магнитного поля возрастет до значения η2 = 3,9 %,
то есть увеличится в 35 раз. При толщине кристалла d = 4 мм оптическая активность кристалла может быть компенсирована внешним магнитным полем с напряженностью 21 кЭ.
При этом η1 = 0,27 % и η2 = 0,64 %, то есть эффективность голограммы увеличивается в
2,4 раза. Такая же методика применима и к кристаллу Bi12TiO20. Однако в связи с малым
удельным вращением плоскости поляризации света в этом кристалле (α = 6,3 угл. град/мм
на длине волны λ = 0,633 мкм [1]), магнитное поле, необходимое для компенсации естественной оптической активности кристалла, будет в 3,5 раза меньше, чем для Bi12SiO20.
Направление и величину внешнего магнитного поля для компенсации естественной оптической активности можно подобрать для любого среза кристалла.
Предлагаемый способ считывания пропускающих объемных голограмм, записанных в
кубических оптически активных фоторефрактивных кристаллах, имеет следующие достоинства:
увеличивает дифракционную эффективность голограмм, расширяя сферу практического применения кристаллов данного класса (силленитов), которые являются самыми
высокочувствительными кристаллическими регистрирующими средами с достаточно
быстрым фоторефрактивным откликом;
снижает шумовые характеристики восстановленного изображения (по сравнению со
способами, использующими внешнее электрическое поле при записи);
не требует нанесения электродов на поверхности кристаллического образца.
Источники информации:
1. Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. - СПб.: Наука, 1992. - С. 320.
2. Кольер Р., Беркхарт К, Лин Л. Оптическая голография. - М.: Мир, 1973. - С. 277.
3. Huignard J.P., Micheron F. High-sensitivity read-write volume holographic storage in
Bi12SiO20 and Bi12GeO20 crystals, Appl. Phys. Lett., 29, 1976. - P. 591-593.
4. Соловьев Л.В., Чайка М.О., Недзвецкий Д.С., Бондарь И.В. Эффект Фарадея в оптически активном кристалле с инверсией двулучепреломления // Опт. и спектр. - 52. - № 6. 1982. - С. 1021-1024.
5. Шепелевич В.В., Храмович Е.М. Влияние ориентации вектора решетки на дифракцию света в гиротропных кубических фоторефрактивных кристаллах // Опт. и спектр. - 65. № 2. - 1988. - С. 403-408.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
86 Кб
Теги
by13572, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа