Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc NFS 2009 ELEKTRO-OPTICKÝ JEV.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc NFS 2009 ELEKTRO-OPTICKÝ JEV."— Transkript prezentace:

1 Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc NFS 2009 ELEKTRO-OPTICKÝ JEV

2 Optické nelinearní jevy  Nelineární optický jev – optické konstanty jsou v některých krystalech nelineární funkcí intenzity E. Využitím tohoto jevu lze generovat vyšší harmonické optických signálů, vyvolávat parametrické oscilace a.p. Charakteristické pro optické nelineární jevy je, že vektor polarizace P je kubickou, kvadratickou nebo vyšší funkcí vektoru intenzity E. Jelikož optické nelineární materiály jsou současně anizotropní jsou tyto rovnice maticové.

3  Princip – změna indexu lomu  n OE  vlnovodné vrstvy působením vnějšího elektrického pole E  Vlastnosti:  Elektro-optický jev (EO jev) u materiálů s anizotropními vlastnostmi (závislost mezi vektorem polarizace P a intenzitou elektrického pole E je popsána tenzorem pro  resp.  )  Zahrnuje Pockelsův lineární jev a současně i Kerrův nelineární jev druhé třídy  Pro konstrukci modulátorů na principu EO jevu se u běžně využívaných materiálů ( GaAs, GaP, LiNbO 3, LiTaO 3, Si) využívá Pockelsův jev, který je výraznější a negeneruje nelineární produkty

4 Princip změny elektrické permitivity  v závislosti na intenzitě el. pole E, kde nastává Pockelsův a současně i Kerrův jev [ 2 ]

5 Elektrooptické ovládání  Elektrooptické ovládání vedených vidů – je možné uskutečnit u anizotropních krystalů : Optický izotropní krystal GaAs, GaP, ZnTe,CdTe Optický anizotropní krystaly LiNbO 3, LiTaO 3, ADP, ADK

6 Optická anizotropie  V izotropních optických materiálech jsou vektory D a E, B a H, P a k kolineární. U opticky anizotropních materiálů tomu tak nemusí být. Optický izotropní krystal Optický anizotropní krystal

7 Indexový elipsoid  Vztah mezi E a D je popsán maticovou rovnicí, kde anizotropii materiálu popisuje dielektrický tenzor [   Tenzor je symetrický v hl. diagonále, tedy lze najít soustavu souřadnou, kde jej lze vyjádřit

8 Indexový elipsoid  Vztah mezi elektrickou energií krystalu w e, intenzitou E a elektrickou indukcí D, lze psát S využitím tenzoru permitivity [  lze psát Použijme transformacikde

9 Indexový elipsoid  Pak vztah mezi elektrickou energií uloženou v krystalu w e, D a dielektrickým tenzorem [  je popsán – indexovým elipsoidem Kde použijeme transformaci pro

10 Šíření optické vlny krystalem  Uniaxiální krystaly vykazují při šíření dvojlom a tenzor permitivity lze vyjádřit  V každém směru se mohou šířit dvě vlny, lišící se polarizací a indexem lomu- řádná vlna – index lomu n O nezávisí na směru šíření, směr intenzity E je kolmý k optické ose krystalu a ke směru šíření, mimořádná vlna – kde index lomu n e závisí na úhlu  mezi směrem šíření a optickou osou krystalu.

11 Šíření optické vlny krystalem  Rozdíl indexů n O a n e je velký až - 0,08. Obě vlny se šíří nezávisle ve vlnovodné oblasti.  Pokud je optická osa krystalu kolmá k podložce šíří se vlna TE v libovolném směru s řádným indexem n O. A vlna TM s mimořádným indexem n e  Pokud je optická osa krystalu v rovině vlnovodu pak se vlna TM šíří jako řádná a vlna TE jako mimořádná a indexy lomu závisí na velikosti úhlu mezi směrem šíření a podložkou

12  Nejednodušší případ – intenzita elektrického pole E působí ve směru optické osy z a směr šíření pole je ve směru osy x

13 Elektrooptický jev  Některé materiály, které vykazující- elektro – optický jev ADP – Fosfid dihydrogen amoný, FDP – Fosfid dihydrogen draselný

14 Elektrooptický jev  Obecný elektrooptický tenzor – při působení elektrického pole, r ij -elektrooptický koeficient, kde pro indexy i= 4-6 jde o rotace budící vlny vzhledem k optické ose krystalu kde

15 Elektrooptický jev  Elektrooptický tenzor pro některé isotropní a anizotropní (uniaxiální) materiály. Nesymetrie koeficientů značí LiNbO 3 a LiTaO 3 hexagonalní soustava ADP, KDP tetragonální soustava GaAs, GaP, kubická soustava

16 Elektro-optický fázový modulátor, změny  n < 1.6 x [ 2 ] EO Elektrooptický modulátor

17 Mach-Zehenderův interferometr využitý jako elektrooptický modulátor [ 2 ] Elektrooptický modulátor


Stáhnout ppt "Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc NFS 2009 ELEKTRO-OPTICKÝ JEV."

Podobné prezentace


Reklamy Google