Objemový hologram - Volume hologram
Objemové hologramy jsou hologramy kde je tloušťka záznamového materiálu mnohem větší než vlnová délka světla použitá pro záznam. V tomto případě je difrakce světla z hologramu možná pouze jako Braggova difrakce tj. světlo musí mít správnou vlnovou délku (barvu) a vlna musí mít správný tvar (směr paprsku, profil vlny). Rovněž se nazývají objemové hologramy silné hologramy nebo Braggovy hologramy.
Teorie
Objemové hologramy byly nejprve zpracovány H. Kogelnik v roce 1969 [1] takzvanou „teorií spojených vln“. Pro objem fáze hologramů je možné difrakci 100% přicházejícího referenčního světla do signální vlny, tj. lze dosáhnout plné difrakce světla. Hlasitost vstřebávání hologramy vykazují mnohem nižší účinnost. H. Kogelnik poskytuje analytická řešení pro přenos i pro odrazové podmínky. Dobrý učebnicový popis teorie objemových hologramů lze najít v knize J. Goodmana.[2]
Výrobní
Objemový hologram se obvykle vyrábí vystavením fototermo-refrakčního skla an interferenční vzor z ultrafialový laser. Je také možné vytvářet objemové hologramy v nefotografickém skle vystavením femtosekundový laser pulzy [3]
Braggova selektivita
V případě jednoduchého Braggův reflektor selektivita vlnové délky lze zhruba odhadnout , kde je vlnová délka vakua čtecího světla, je délka období mřížky a je tloušťka mřížky. Předpokládá se pouze to, že mřížka není příliš silná, tj. Že celá délka mřížky je použita pro difrakci světla. Vzhledem k tomu, že kvůli Braggově podmínce je jednoduchý vztah drží, kde je modulovaný index lomu v materiálu (ne základní index) při této vlnové délce, je vidět, že pro typické hodnoty () jeden dostane
ukazující mimořádnou vlnovou délkovou selektivitu takových objemových hologramů.
V případě jednoduché mřížky v geometrii přenosu úhlová selektivita lze odhadnout také: , kde je tloušťka holografické mřížky. Tady je dána ). Opětovné použití typických čísel () jeden skončí s
ukazující působivou úhlovou selektivitu objemových hologramů.
Aplikace objemových hologramů
Díky Braggově selektivitě jsou objemové hologramy velmi důležité. Významnými příklady jsou:
- Distribuované zpětnovazební lasery (DFB lasery) a také distribuované Braggovy reflektorové lasery (DBR lasery), kde se ke zúžení spektrální emise polovodičových laserů používá selektivita vlnových délek objemových hologramů.
- Holografická paměť zařízení pro ukládání holografických dat kde se Braggova selektivita používá k multiplexování několika hologramů v jednom kusu holografického záznamového materiálu s účinným využitím třetí dimenze skladovacího materiálu.
- Vláknové Braggovy rošty které používají objemové holografické mřížky zašifrované do optického vlákna.
Filtry vlnové délky, které se používají jako externí zpětná vazba, zejména u polovodičových laserů.[4] Ačkoli je myšlenka podobná myšlence DBR laserů, tyto filtry nejsou integrovány do čipu. S pomocí těchto filtrů se také vysoce výkonné laserové diody stávají úzkopásmovými a méně citlivými na teplotu. - Zobrazovací spektroskopie lze dosáhnout výběrem jedné vlnové délky pro každý pixel v plném poli kamery.[5] Objemové hologramy se používají jako laditelné optické filtry k vytváření monochromatických obrazů, také známých jako hyperspektrální zobrazování.
- Nízká frekvence ("THz ") Ramanova spektroskopie.[6]
Viz také
Poznámky pod čarou
- ^ H. Kogelnik (1969). „Teorie vázaných vln pro tlusté hologramové mřížky“. Technický deník Bell System. 48: 2909. doi:10.1002 / j.1538-7305.1969.tb01198.x. Citovat má prázdné neznámé parametry:
| měsíc =
a| spoluautoři =
(Pomoc) - ^ J. Goodman (2005). Úvod do Fourierovy optiky. Vydavatelé Roberts & Co.
- ^ Richter, D. a Voigtlander, C. a Becker, R. a Thomas, Jens a Tunnermann, Andreas a Nolte, S. (2011). "Efektivní objem Braggovy mřížky v různých průhledných materiálech indukovaných femtosekundovými laserovými pulsy". Lasery a Electro-Optics Europe (CLEO EUROPE / EQEC), 2011 Conference and 12th European Quantum Electronics Conference. s. 1–1. doi:10.1109 / CLEOE.2011.5943325. ISBN 978-1-4577-0533-5.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ http://www.optigrate.com/ - Optigrate
- ^ Blais-Ouellette S., Daigle O., Taylor K., Zobrazovací Braggův laditelný filtr: nová cesta k integrální polní spektroskopii a zobrazování v úzkém pásmu. Celý text tady
- ^ „Systémy THz-Ramanovy spektroskopie“. www.coherent.com. Citováno 2019-07-21.