zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2367Research ArticleСтатьиФизический механизм дифракции и взаимодействия световых волн на фазово-абсорбционной голографической решетке в кубическом фоторефрактивном кристаллеPhysical Mechanism of Diffraction and Mixing of Light Waves by Phase-Absorp- tion Holographic Grating in the Cubic Photorefractive CrystalНавныкоВ. Н.NaunykaV. N.

Мозырь

Mozyr

valnav@inbox.ruМозырский государственный педагогический университет имени И. П. ШамякинаБеларусьMozyr State Pedagogical University named after I. P. ShamyakinBelarus202610092026933413422Copyright © Навныко В.Н., 20262026Навныко В.Н.Naunyka V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2367

   Изучен физический механизм восстановления и усиления предметной волны при дифракции опорной волны на синусоидальной фазово-абсорбционной голографической решетке, записанной в кубическом оптически активном фоторефрактивном кристалле. В рамках предложенного аналитического подхода векторная амплитуда восстановленной волны находится как результирующая суммы колебаний дифрагированных волн переменной амплитуды, испускаемых тонкими слоями голографической решетки. Сформулировано поляризационное условие, при выполнении которого дифракционная эффективность голограммы и перекачка интенсивности при двухволновом взаимодействии достигают максимальных значений. Показано, что зависимости выходных энергетических характеристик фазово-абсорбционной голограммы от толщины кристалла, рассчитанные на основании использованного аналитического подхода, согласуются с данными, полученными при решении уравнений связанных волн.

   The physical mechanism of reconstruction and amplification of the object wave at diffraction of reference wave by sinusoidal phase-absorption holographic grating formed in cubic optically active photorefractive crystal was studied. In frame of the proposed analytical approach, the vector amplitude of the reconstructed wave is found as the resulting sum of oscillations of diffracted waves of variation amplitude emitted by thin layers of the holographic grating. A polarization condition has been formulated, under which the diffraction efficiency of hologram and the intensity transfer during two-wave mixing reach maximum values. It is shown that the dependences of the output energy characteristics of the phase-absorption hologram on the crystal thickness, calculated on the basis of the analytical approach, are in agreement with the data obtained by solving the coupled waves equations.

голографическая решеткафоторефрактивный кристаллоптическая активностьдифракционная эффективностьперекачка интенсивностиholographic gratingphotorefractive crystaloptical activitydiffraction efficiencyintensity transferРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь (договор от 22. 03. 2021 № 1410/2021) в рамках ГПНИ № 6 “Фотоника и электроника для инноваций” на 2021—2025 гг. (задание 6.1.14)The work was carried out with the financial support of the Ministry of Education of the Republic of Belarus (agreement dated 22. 03. 2021 No. 1410/2021) within the framework of the State Program for Research and Development No. 6 “Photonics and Electronics for Innovation” for 2021–2025. (task 6.1.14)ReferencesM. G. Moharam, L. Young. J. Appl. Phys., 48, N 8 (1977) 3230–3236M. G. Moharam, L. Young. J. Appl. Phys., 48, N 8 (1977) 3230–3236M. P. Petrov, S. I. Stepanov, A. A. Kamshilin. Optics and Laser Tech., 11, N 3 (1979) 149–151M. P. Petrov, S. I. Stepanov, A. A. Kamshilin. Optics and Laser Tech., 11, N 3 (1979) 149–151В. В. Шепелевич. Журн. прикл. спектр., 78, № 4 (2011) 493–515 [V. V. Shepelevich. J. Appl. Spectr., 78 (2011) 461–483]В. В. Шепелевич. Журн. прикл. спектр., 78, № 4 (2011) 493–515 [V. V. Shepelevich. J. Appl. Spectr., 78 (2011) 461–483]С. М. Шандаров, С. С. Шмаков, Н. И. Буримов, О. С. Сюваева, Ю. Ф. Каргин, В. М. Петров, Письма в ЖЭТФ, 95, № 12 (2012) 699–702 [S. M. Shandarov, S. S. Shmakov, N. I. Burimov, O. S. Syuvaeva, Yu. F. Kargin, V. M. Petrov. JETP Lett., 95, N 12 (2012) 618–621]С. М. Шандаров, С. С. Шмаков, Н. И. Буримов, О. С. Сюваева, Ю. Ф. Каргин, В. М. Петров, Письма в ЖЭТФ, 95, № 12 (2012) 699–702 [S. M. Shandarov, S. S. Shmakov, N. I. Burimov, O. S. Syuvaeva, Yu. F. Kargin, V. M. Petrov. JETP Lett., 95, N 12 (2012) 618–621]В. М. Петров, А. В. Шамрай. Интерференция и дифракция для интерференционной фотоники, Санкт-Петербург, Лань (2019)В. М. Петров, А. В. Шамрай. Интерференция и дифракция для интерференционной фотоники, Санкт-Петербург, Лань (2019)А. А. Колегов, С. М. Шандаров, Г. В. Симонова, Л. А. Кабанова, Н. И. Буримов, С. С. Шмаков, В. И. Быков, Ю. Ф. Каргин. Квант. электрон., 41, № 9 (2011) 847–852 [A. A. Kolegov, S. M. Shandarov, G. V. Simonova, L. A. Kabanova, N. I. Burimov, S. S. Shmakov, V. I. Bykov, Yu. F. Kargin. Quant. Electron., 41, N 9 (2011) 847––852]А. А. Колегов, С. М. Шандаров, Г. В. Симонова, Л. А. Кабанова, Н. И. Буримов, С. С. Шмаков, В. И. Быков, Ю. Ф. Каргин. Квант. электрон., 41, № 9 (2011) 847–852 [A. A. Kolegov, S. M. Shandarov, G. V. Simonova, L. A. Kabanova, N. I. Burimov, S. S. Shmakov, V. I. Bykov, Yu. F. Kargin. Quant. Electron., 41, N 9 (2011) 847––852]P. Tayebati, D. Mahgerefteh. J. Opt. Soc. Am. B, 8, N 5 (1991) 1053—1064P. Tayebati, D. Mahgerefteh. J. Opt. Soc. Am. B, 8, N 5 (1991) 1053—1064A. A. Kamshilin. Opt. Commun., 93 (1992) 350—358A. A. Kamshilin. Opt. Commun., 93 (1992) 350—358G. Montemezzani, M. Zgonik. Phys. Rev. E, 55, N 1 (1997) 1035–1047G. Montemezzani, M. Zgonik. Phys. Rev. E, 55, N 1 (1997) 1035–1047А. М. Плесовских, С. М. Шандаров, А. Г. Мартьянов, А. Е. Мандель, Н. И. Буримов, Е. А. Шаганова, Ю. Ф. Каргин, В. В. Волков, А. В. Егорышева. Квант. электрон., 35, № 2 (2005) 163–168 [A. M. Plesovskikh, S. M. Shandarov, A. G. Mart’yanov, A. E. Mandel’, N. I. Burimov, E. A. Shaganova, Yu. F. Kargin, V. V. Volkov, A. V. Egorysheva. Quant. Electron., 35, N 2 (2005) 163–168]А. М. Плесовских, С. М. Шандаров, А. Г. Мартьянов, А. Е. Мандель, Н. И. Буримов, Е. А. Шаганова, Ю. Ф. Каргин, В. В. Волков, А. В. Егорышева. Квант. электрон., 35, № 2 (2005) 163–168 [A. M. Plesovskikh, S. M. Shandarov, A. G. Mart’yanov, A. E. Mandel’, N. I. Burimov, E. A. Shaganova, Yu. F. Kargin, V. V. Volkov, A. V. Egorysheva. Quant. Electron., 35, N 2 (2005) 163–168]В. В. Шепелевич, А. В. Макаревич, С. М. Шандаров. Письма в ЖТФ, 40, № 22 (2014) 83–89 [V. V. Shepelevich, A. V. Makarevich, S. M. Shandarov. Tech. Phys. Lett., 40, N 11 (2014) 1024–1026]В. В. Шепелевич, А. В. Макаревич, С. М. Шандаров. Письма в ЖТФ, 40, № 22 (2014) 83–89 [V. V. Shepelevich, A. V. Makarevich, S. M. Shandarov. Tech. Phys. Lett., 40, N 11 (2014) 1024–1026]А. В. Макаревич, В. В. Шепелевич, С. М. Шандаров. ЖТФ, 87, № 5 (2017) 766–771 [A. V. Makarevich, V. V. Shepelevich, S. M. Shandarov. Tech. Phys., 62, N 5 (2017) 785–790]А. В. Макаревич, В. В. Шепелевич, С. М. Шандаров. ЖТФ, 87, № 5 (2017) 766–771 [A. V. Makarevich, V. V. Shepelevich, S. M. Shandarov. Tech. Phys., 62, N 5 (2017) 785–790]H. Kogelnik. Bell. Syst. Tech. J., 48, N 9 (1969) 2909–2947H. Kogelnik. Bell. Syst. Tech. J., 48, N 9 (1969) 2909–2947М. П. Петров, С. И. Степанов, А. В. Хоменко. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике, Санкт-Петербург, Наука (1992)М. П. Петров, С. И. Степанов, А. В. Хоменко. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике, Санкт-Петербург, Наука (1992)L. Solymar, D. J. Webb, A. Grunnet–Jepsen. The Physics and Applications of Photorefractive Materials, Oxford, Clarendon Press (1996)L. Solymar, D. J. Webb, A. Grunnet–Jepsen. The Physics and Applications of Photorefractive Materials, Oxford, Clarendon Press (1996)С. М. Шандаров, В. М. Шандаров, А. Е. Мандель, Н. И. Буримов. Фоторефрактивные эффекты в электрооптических кристаллах, Томск, ТУСУР (2012)С. М. Шандаров, В. М. Шандаров, А. Е. Мандель, Н. И. Буримов. Фоторефрактивные эффекты в электрооптических кристаллах, Томск, ТУСУР (2012)S. Mallick, M. Miteva, L. Nikolova. JOSA B, 14 (1997) 1179—1186S. Mallick, M. Miteva, L. Nikolova. JOSA B, 14 (1997) 1179—1186N. C. Deliolanis, I. M. Kourmoulis, A. G. Apostolidis, E. D. Vanidhis, D. G. Papazoglou. Phys. Rev. E, 68 (2003) 056602N. C. Deliolanis, I. M. Kourmoulis, A. G. Apostolidis, E. D. Vanidhis, D. G. Papazoglou. Phys. Rev. E, 68 (2003) 056602В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 91, № 6 (2024) 885––893 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 91 (2024) 1301—1308]В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 91, № 6 (2024) 885––893 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 91 (2024) 1301—1308]В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 92, № 5 (2025) 659––667 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 92 (2025) 1030—1038]В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 92, № 5 (2025) 659––667 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 92 (2025) 1030—1038]Ф. И. Федоров. Оптика анизотропных сред, Минск, АН БССР (1958)Ф. И. Федоров. Оптика анизотропных сред, Минск, АН БССР (1958)А. Ф. Константинова, Б. Н. Гречушников, Б. В. Бокуть, Е. Г. Валяшко. Оптические свойства кристаллов, Минск, Наука и техника (1995)А. Ф. Константинова, Б. Н. Гречушников, Б. В. Бокуть, Е. Г. Валяшко. Оптические свойства кристаллов, Минск, Наука и техника (1995)Г. С. Горелик. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику, Москва, Физматлит (2007)Г. С. Горелик. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику, Москва, Физматлит (2007)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.