Формирование системы волноводных каналов голографическим методом в фотополимерно-жидкокристаллической композиции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (294) январь 2020 г.

Дата публикации: 26.01.2020

Статья просмотрена: < 10 раз

Библиографическое описание:

Терпинская В. О. Формирование системы волноводных каналов голографическим методом в фотополимерно-жидкокристаллической композиции // Молодой ученый. — 2020. — №4. — С. 63-65. — URL https://moluch.ru/archive/294/66758/ (дата обращения: 18.02.2020).



В статье представлены и описаны система и расчет волноводных каналов, определение показателя преломления, представлен процесс фотополимеризации.

Ключевые слова:фотополимерно-жидкокристаллические композиции, дифракционная структура, оптическое излучение, голографическая структура, волновод.

В последнее время все больше внимание уделяется средам для голографической записи, таким как, фоторефрактивные кристаллы, фотополимерные материалы (ФПМ), фотополимерные материалы с жидкокристаллической (ЖК) компонентой (ФПМ-ЖК). Помимо указанных достоинств перспективность ФПМ-ЖК также обусловлена высокой разрешающей способностью, высокой дифракционной эффективностью, возможностью управления селективными и дифракционными свойствами, относительной дешевизной материала, отсутствием необходимости дополнительной химической обработки голограмм после записи.

Используя пропускающие голографические дифракционные структуры, сформированные в ФПМ-ЖК, возможно создать широкополосные динамически управляемые электрическим полем устройства для оптических систем связи. Наиболее распространенным методом формирования дифракционных структур в ФПМ-ЖК является голографический способ.

Исходя этого, можно говорить о возможности формирования системы волноводных каналов голографическим методом в композиционных ФПМ-ЖК материалах и возможности распространения оптического излучения в них. На рисунке 1 схематично изображена такая система волноводных каналов.

Рис. 1. Система волноводных каналов, сформированных голографическим методом в ФПМ-ЖК

На основе этого было рассчитано пространственное распределение показателя преломления голографически сформированной структуры с учетом амплитуд первых двух пространственных гармоник, для угла формирования 4 градуса (рисунок 2). Данный угол падения записывающих пучков обеспечивает формирование системы волноводных каналов с шириной канала 9 мкм., что соответствует диаметру сердцевины стандартного телекоммуникационного волокна. Выражение (1) определяет ширину сформированного волноводного канала.

(1)

где — ширина сформированного волноводного канала, — длина волны формирующего излучения (633 нм.), — угол Брэгга, (рисунок 2).

Рис. 2. Пространственное распределение показателя преломления голографически сформированной структуры

Далее необходимо провести расчет изменения показателя преломления при воздействии внешнего электрического поля. Изменение показателя преломления в волноводном канале определяется взаимной ориентацией «капсул» НЖК и вектора электрической напряженности внешнего поля E, а также величиной напряженности внешнего поля. — напряженность электрического поля, которую необходимо приложить, для выполнения ориентационного перехода из E в E||.

На рисунке 3 графически представлен процесс фотополимеризации протекающий в ФПМ-ЖК, при голографическом формировании, из которого видно, что по окончании этого процесса (рисунок 3c), в следствии диффузии молекул фотополимера (P) и молекул жидких кристаллов (L), образуется периодичная структура с различными значениями показателя преломления.

Рис. 3. Диффузия молекул полимера и жидкого кристалла при голографическом методе формирования

Таким образом можно говорить о том, что показатель преломления «сердцевины» волноводного канала будет равен показателю преломления НЖК, а показатель преломления «оболочки» будет соответствовать показателю преломления полимера, что проиллюстрировано на рисунке 2.

Литература:

  1. Довольнов Е. А., Миргород В. Г., Пен Е. Ф., Шарангович С. Н., Шелковников В. В. Импульсная запись пропускающих и отражающих голографических дифракционных решеток в поглощающих фотополимерах. Численное моделирование и эксперимент // Известия вузов. Физика. — 2007.
  2. Сонин А. С. Введение в физику жидких кристаллов. Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы — 1983.
  3. Серебрякова В. С. Интегральная оптика: учеб. пособие // В. С. Серебрякова, В. Ф. Пашин, Е. В. Стригалев — СПб — 2012.
Основные термины (генерируются автоматически): рисунок, голографический метод, волноводный канал, внешнее поле, сформированный волноводный канал, пространственное распределение показателя преломления, показатель преломления, процесс фотополимеризации, сформированная структура, канал, оптическое излучение.


Похожие статьи

Определение механических воздействий гидротехнических...

‒ спектральное мультиплексирование каналов, при котором чувствительные элементы

пространственно-временное мультиплексирование, при котором отклик от каждой из

Рис. 2. Зависимость показателя преломления п в кварцевом стекле от концентрации различных...

Определение физических параметров радиационных процессов...

Изучение процессов взаимодействия когерентных излучений с прозрачной средой

пространственно-временное мультиплексирование, при котором отклик от каждой из

Величина нелинейного коэффициента преломления для кварцевых световодов принимает...

Применение и возможности оптоволоконного кабеля

Рис. 2. Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон: слева вверху — одномодовое волокно; слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно; справа — градиентное волокно с параболическим профилем. Основные различия между этими типами...

Использование голографической интерферометрии при оценке...

Преимущество метода измерения деформаций при помощи голографической интерферометрии по сравнению с другими методами состоит в том, что здесь можно получить как полную картину состояния исследуемого объекта, так и в отдельных его зонах.

Низкая фоточувствительность стандартных...

Брэгговские дифракционные структуры (Брэгговские решетки) в настоящее время широко используются в оптических волокнах и планарных волноводах для уплотнения каналов по длине волны (WDM-технология), оптической фильтрации сигналов...

Система обработки изображений видеоэндоскопа

, - показатели преломления невозбужденной среды первого и третьего волноводов, соответственно. Показатель преломления второго волновода остается неизменным. При рассмотрении системы из трех связанных оптических волноводов (см. рис.2) с управляемой...

Алгоритм решения самосогласованной модели диодного лазера...

Пространственное распределение оптического поля в лазерной моде определяется не

Диодный лазер формирует спектр излучения, тогда как в волноводе спектр излучения

где - комплексный показатель преломления активного слоя, - комплексный показатель...

Основные понятия геометрической оптики | Статья в журнале...

Также показатель преломления среды зависит от температуры следующим соотношением: (8). Спектральная зависимость коэффициентов эффективности... В первом случае рассеяние света наночастицами приводит к падению коэффициента отражения света от ячейки и повышению ее.

Особенности материалов для голографических носителей

В работе получены показатели минимальных требований, которым должны удовлетворять голографические носители.

Этот метод позволяет как производить запись, так и хранить данные более длительное время за счёт большей устойчивости материала.

Похожие статьи

Определение механических воздействий гидротехнических...

‒ спектральное мультиплексирование каналов, при котором чувствительные элементы

пространственно-временное мультиплексирование, при котором отклик от каждой из

Рис. 2. Зависимость показателя преломления п в кварцевом стекле от концентрации различных...

Определение физических параметров радиационных процессов...

Изучение процессов взаимодействия когерентных излучений с прозрачной средой

пространственно-временное мультиплексирование, при котором отклик от каждой из

Величина нелинейного коэффициента преломления для кварцевых световодов принимает...

Применение и возможности оптоволоконного кабеля

Рис. 2. Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон: слева вверху — одномодовое волокно; слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно; справа — градиентное волокно с параболическим профилем. Основные различия между этими типами...

Использование голографической интерферометрии при оценке...

Преимущество метода измерения деформаций при помощи голографической интерферометрии по сравнению с другими методами состоит в том, что здесь можно получить как полную картину состояния исследуемого объекта, так и в отдельных его зонах.

Низкая фоточувствительность стандартных...

Брэгговские дифракционные структуры (Брэгговские решетки) в настоящее время широко используются в оптических волокнах и планарных волноводах для уплотнения каналов по длине волны (WDM-технология), оптической фильтрации сигналов...

Система обработки изображений видеоэндоскопа

, - показатели преломления невозбужденной среды первого и третьего волноводов, соответственно. Показатель преломления второго волновода остается неизменным. При рассмотрении системы из трех связанных оптических волноводов (см. рис.2) с управляемой...

Алгоритм решения самосогласованной модели диодного лазера...

Пространственное распределение оптического поля в лазерной моде определяется не

Диодный лазер формирует спектр излучения, тогда как в волноводе спектр излучения

где - комплексный показатель преломления активного слоя, - комплексный показатель...

Основные понятия геометрической оптики | Статья в журнале...

Также показатель преломления среды зависит от температуры следующим соотношением: (8). Спектральная зависимость коэффициентов эффективности... В первом случае рассеяние света наночастицами приводит к падению коэффициента отражения света от ячейки и повышению ее.

Особенности материалов для голографических носителей

В работе получены показатели минимальных требований, которым должны удовлетворять голографические носители.

Этот метод позволяет как производить запись, так и хранить данные более длительное время за счёт большей устойчивости материала.

Задать вопрос