Quang phi tuyến - Tính lưỡng ổn quang học

LƯỠNG ỔN ĐỊNH QUANGOPTICAL BISTABILITY Giáo viên hướng dẫn: TS... Tụ quang họcGIỚI THIỆU Cơ chế hồi tiếp Thiết bị lưỡng ổn định quang được mô tả trong giao thoa kế Fabr

LƯỠNG ỔN ĐỊNH QUANG

OPTICAL BISTABILITY

Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Thị Quỳnh Anh Học viên thực hiện: Phùng Nguyễn Thái Hằng

Lưỡng ổn định quang là 1 khái niệm đặc trưng của 1 số thiết bị quang học mà có thể có hai trạng thái truyền cộng hưởng và ổn định, phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng đưa vào

Nhờ vào chu trình làm trễ đẳng nhiệt mà lưỡng ổn định quang là

1 hiện tượng ổn định, điển hình và khép kín của thiết bị

Nhờ vào khả năng lưu trữ thông tin mà các thiết bị lưỡng ổn định được ứng dụng trong lĩnh vực truyền thông tin quang, khả năng lưu trữ và pulse shapers

Lưỡng ổn định quang được tạo ra bởi 2 nguyên nhân: tương tác phi tuyến trong trường nguyên tử và hiệu ứng hồi tiếp trong tụ quang học

GIỚI THIỆU

Tụ quang học

GIỚI THIỆU

Cơ chế hồi tiếp

Thiết bị lưỡng ổn định quang được mô tả trong giao thoa kế Fabry-Perot có chứa môi trường phi tuyến

GIỚI THIỆU

Tụ quang xem là đồng nhất và bỏ qua mất mát năng lượng

Điều kiện biên:

- phương trình Airy (1)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

Hệ số hấp thụ α phụ thuộc phi tuyến vào cường độ ánh sáng (hệ số hấp thụ giảm khi tăng cường độ ánh sáng đặt vào)

Độ phóng đại k vecto sóng là không đổi

Điều chỉnh khoảng cách l giữa hai gương để xảy ra hiện tượng cộng hưởng với trường đặt vào tụ Khi đó: ρ2.e2ikl = R với R là số thực

Giả sử: α.l << 1 thì

Mà:

Vậy

2 2

I = n ε A

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

Xét: C phụ thuộc vào cường độ ánh sáng đặt vào

Vậy:

Ta có:

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

Để đơn giản, ta xét:

Và: I = I2 + I2’ ≈ 2.I2

Vậy ta có:

(2)

(3)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH KHÚC XẠ

(REFRACTIVE BISTABILITY)

Hệ số hấp thụ α bị triệt tiêu: α = 0

Hệ số khúc xạ n phụ thuộc phi tuyến vào cường độ ánh sáng đặt vào Vậy:

Ta có thể viết:

Độ lệch pha δ: với

(4)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH KHÚC XẠ

(REFRACTIVE BISTABILITY)

Từ (4) ta có:

Vậy:

1

(1 )i

T I I

R eφ

=

−

Do đó:

(6)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH KHÚC XẠ

(REFRACTIVE BISTABILITY)

LƯỠNG ỔN ĐỊNH HẤP THU

(ABSORPTIVE OPTICAL BISTABILITY)

ỨNG DỤNG – LƯỠNG ỔN ĐỊNH QUANG TRONG

1 DIODE PHÂN CỰC