本文所使用的空間光調製器是純相位空間光調製器,即空間光調製器對入射光的相位空間分布根據輸入圖像的信息進行對應的調製。目
前主流純相位空間光調製器使用的是液晶調製機製。液晶器件,除了用於(yu) 顯示以外,其以良好的穩定性、可進行編程實時控製、製作簡
單、低價(jia) 格以及易控製等優(you) 點在很多非顯示方麵也有著重要国产成人在线观看免费网站。純相位空間光調製器分為(wei) 透射型和反射型,其調製原理不盡相同。本
文采用的是反射型純相位空間光調製器,即入射光被空間光調製器調製後是被液晶反射麵板反射出來的。
通信領域目前雖然還是微電子領域的天下,但是微電子集成芯片由於(yu) 高度集成,芯片體(ti) 積越來越小,因此受到粒子效應(又可以稱之為(wei)
電子極限)的影響越來越嚴(yan) 重(半導體(ti) 的物理性質不保),已經逐漸走向了盡頭。除了發明更加高明的納米技術維持微電子芯片外,科
學家們(men) 隻得將目光瞄準更有潛力的光通信。
本文我們(men) 就介紹可用於(yu) 光通信領域的光波導,光波導顧名思義(yi) 是可以傳(chuan) 播光波的器件。傳(chuan) 統的光波導利用的是如下圖所示的光纖,大概
原理就是光纖的折射率n1略微大於(yu) 包層的折射率n2,光以掠入射角度進入光纖時能夠全反射,這樣就限製了光波在光纖中的傳(chuan) 播路
徑。但是它已經很難滿足新需求了,因此科學家對新波導的期望有四點。第一,減少光波導材料本身對光信號吸收散射導致的損耗;第
二,光波導的集中度要高,提高穩定性和可靠性為(wei) 大規模国产成人在线观看免费网站提供基礎;第三,提高光波導和光源的耦合效率,提高穩定性和利用率;
第四,提高光波導對光信號的泛用性。
目前光波導研究方向主流是製作集成光路。並且隨著集成光學的快速發展,科學家們(men) 需要成本低廉,工藝簡單的方法來製作光波導。這
種方法中,利用光誘導法的激光寫(xie) 直光波導讓人眼前一亮。
什麽(me) 是光誘導法?
光誘導法是指利用光強的空間調製在光折變材料中感應出非線性光子晶格的方法。其原理是利用光折變材料自身所具有的光折變特性,
照射在光折變材料上的不均勻光強最終會(hui) 導致材料發生與(yu) 光強對應的折射率變化。基於(yu) 光誘導法自身的種種優(you) 點,使用光誘導法製備各
種光學結構在學術界非常受歡迎。
光誘導法的原理?
光誘導法利用光折變效應,光折變效應是指一種由於(yu) 光照使得材料本身產(chan) 生折射率變化的現象。光折變材料在被強度不均勻的光照射
時,材料中受到光激發產(chan) 生的載流子將在擴散機製、漂移機製和光生伏打效應的影響下運動,載流子的不均勻分布最終導致介質材料中
產(chan) 生電場(如下圖所示),再由電光效應造成材料折射率發生變化,整個(ge) 改變過程的建立需要一定的時間,而且產(chan) 生現象的光照強度閾
值非常低,不需要很強的光照也可以使光折變材料產(chan) 生光折變效應。
什麽(me) 叫光誘導法的激光寫(xie) 直光波導?
光誘導法利用光折變材料的光折變效應製備光波導。它需要利用到無衍射光斑,先生成環形無衍射光斑,再將環形無衍射光斑照射進光
折變材料,在光折變材料中留下環形包層結構。比如利用純相位空間光調製器對高斯分布的入射光進行相位調製,產(chan) 生無衍射貝塞爾光
束,並將生成的無衍射貝塞爾光束以一定的功率照射光折變材料,產(chan) 生環形封閉的光波導包層。而且采用加熱或者均勻光照的方法均可
擦除材料中的光波導痕跡,材料可重複利用,也變相降低了成本。
空間光調製器的原理?
本文所使用的空間光調製器是純相位空間光調製器,即空間光調製器對入射光的相位空間分布根據輸入圖像的信息進行對應的調製。目
前主流純相位空間光調製器使用的是液晶調製機製。液晶器件,除了用於(yu) 顯示以外,其以良好的穩定性、可進行編程實時控製、製作簡
單、低價(jia) 格以及易控製等優(you) 點在很多非顯示方麵也有著重要国产成人在线观看免费网站。純相位空間光調製器分為(wei) 透射型和反射型,其調製原理不盡相同。本
文采用的是反射型純相位空間光調製器,即入射光被空間光調製器調製後是被液晶反射麵板反射出來的。液晶是一種既保持著液態的流
動性,又像晶體(ti) 一樣存在著各向異性,介於(yu) 固體(ti) 與(yu) 液體(ti) 之間的特殊物質。根據分子結構的不同,液晶一般分為(wei) 三種,分別為(wei) 近晶向液
晶、向列相液晶與(yu) 膽甾相液晶,它們(men) 的物理特性各有異同,一般空間光調製器的液晶反射麵板是由向列相液晶製作。液晶分子指向矢的
分布決(jue) 定了其光學性質,而且液晶分子的指向矢又容易受到外加電場的影響。空間光調製器就是根據輸入的二維矩陣信息上每一個(ge) 點的
數值來決(jue) 定對液晶麵板上每一個(ge) 像素單元所施加的電場影響,以達到對入射光調製的目的。
利用空間光調製器製作光波導的實驗圖
如圖所示為(wei) 光波導製作光路圖,SF為(wei) 空間濾波器,L為(wei) 透鏡,D1、D2為(wei) 光闌,SLM為(wei) 純相位空間光調製器的液晶反射麵板,測試用激
光波長為(wei) 780nm。
華東(dong) 師範大學研究人員利用此方法製得的光波導截麵和側(ce) 麵結構圖如下所示,且對所製得的光波導功能測試顯示此方法可行。
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