Физический механизм дифракции и взаимодействия световых волн на фазово-абсорбционной голографической решетке в кубическом фоторефрактивном кристалле

   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.

1. M. G. Moharam, L. Young. J. Appl. Phys., 48, N 8 (1977) 3230–3236

2. M. P. Petrov, S. I. Stepanov, A. A. Kamshilin. Optics and Laser Tech., 11, N 3 (1979) 149–151

3. В. В. Шепелевич. Журн. прикл. спектр., 78, № 4 (2011) 493–515 [V. V. Shepelevich. J. Appl. Spectr., 78 (2011) 461–483]

4. 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]

5. В. М. Петров, А. В. Шамрай. Интерференция и дифракция для интерференционной фотоники, Санкт-Петербург, Лань (2019)

6. 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]

7. P. Tayebati, D. Mahgerefteh. J. Opt. Soc. Am. B, 8, N 5 (1991) 1053—1064

8. A. A. Kamshilin. Opt. Commun., 93 (1992) 350—358

9. G. Montemezzani, M. Zgonik. Phys. Rev. E, 55, N 1 (1997) 1035–1047

10. 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]

11. 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]

12. 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]

13. H. Kogelnik. Bell. Syst. Tech. J., 48, N 9 (1969) 2909–2947

14. М. П. Петров, С. И. Степанов, А. В. Хоменко. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике, Санкт-Петербург, Наука (1992)

15. L. Solymar, D. J. Webb, A. Grunnet–Jepsen. The Physics and Applications of Photorefractive Materials, Oxford, Clarendon Press (1996)

16. С. М. Шандаров, В. М. Шандаров, А. Е. Мандель, Н. И. Буримов. Фоторефрактивные эффекты в электрооптических кристаллах, Томск, ТУСУР (2012)

17. S. Mallick, M. Miteva, L. Nikolova. JOSA B, 14 (1997) 1179—1186

18. N. C. Deliolanis, I. M. Kourmoulis, A. G. Apostolidis, E. D. Vanidhis, D. G. Papazoglou. Phys. Rev. E, 68 (2003) 056602

19. В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 91, № 6 (2024) 885––893 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 91 (2024) 1301—1308]

20. В. Н. Навныко. Журн. прикл. спектр., 92, № 5 (2025) 659––667 [V. N. Naunyka. J. Appl. Spectr., 92 (2025) 1030—1038]

21. Ф. И. Федоров. Оптика анизотропных сред, Минск, АН БССР (1958)

22. А. Ф. Константинова, Б. Н. Гречушников, Б. В. Бокуть, Е. Г. Валяшко. Оптические свойства кристаллов, Минск, Наука и техника (1995)

23. Г. С. Горелик. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику, Москва, Физматлит (2007)