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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2653| Automodulación óptica en cristales fotorrefractivos de silenita Optical self-modulation in sillenite photorefractive crystals | |
| Carlos Alberto Fuentes Hernández | |
| Anatoly Khomenko | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Optica,Teoría de la modulación,Cristales,Materiales fotorrefractivos,Haces gausianos,Imágenes y patrones de motas | |
| Es bien sabido que una iluminación no-uniforme sobre un cristal fotorrefractivo provoca un cambio espacialmente inhomogeneo de su birrefringencia. Esos cambios llevan a la modificación de las distribuciones tanto de intensidad como de polarización de la onda de luz. Debido a que existe modulación de amplitud y polarización simultáneamente provocado por iluminación, podemos decir que el efecto llamado automodulación óptica tiene una naturaleza vectorial. Dicho efecto es importante para muchas aplicaciones de cristales fotorrefractivos, tales como procesamiento de imágenes e interferometría adaptiva de tiempo real. La presente tesis está enfocada a un estudio detallado de este efecto. La automodulación óptica ha sido estudiada experimental y numéricamente en cristales de la familia de los silenita de BSO y BTO. El estudio numérico se basó en el “Beam Propagation Method” (BPM), el cual se modificó en el presente trabajo para manejar no-linealidad fotorrefractiva, actividad óptica, y la birrefringencia inducida en el cristal por un campo eléctrico alternante externo. La validez de los cálculos numéricos fue verificada por una comparasión detallada entre los resultados de la simulación y los de cada experimento. La simulación numérica de la propagación de la luz en el interior del cristal fotorrefractivo se utilizó para el análisis y la interpretación de los datos experimentales. Se investigó la automodulación de tres tipos de campos ópticos: haces gausianos, imágenes y patrones de motas. Se observaron tres formas principales para la evolución de los haces gausianos: autodoblamiento dependiente de la polarización, en el cual el cristal puede comportarse como un divisor de haz; automodulación del estado de polarización espacialmente no-uniforme; y un esparcimiento estimulado causado por fuertes gradientes del campo espacio-carga. Se ha demostrado que durante la propagación de una imagen se puede involucrar el enfatizamiento de bordes, lo que puede ser útil para el procesamiento de imágenes. Por otra parte, se ha demostrado que un patrón de motas experimenta la ampliación de su espectro espacial en el interior del cristal, lo cual lleva a la disminución en el tamaño promedio de las motas. Se observó la polarización no estacionaria de un patrón de motas y se propone la aplicación de este fenómeno para las mediciones altamente sensibles y sin contacto del movimiento de superficies rugosas. As it is well known, the non-uniform illumination of a photorefractive crystal provokes a spatially inhomogeneous changes of its birefringence. These changes in turn yield the modification of the polarization and the intensity distributions of the wave. In such a way, light experiences a self-modulation throughout the propagation in the crystal. The self-modulation has a vectorial nature since not only the amplitude but also the polarization of the wave is modulated. The self-modulation effect is important for many applications of photorefractive crystals, such as image amplification, image processing, and real-time adaptive interferometry. The present thesis project is focused on the detailed study of this effect. The optical self-modulation was studied experimentally and numerically in BSO and BTO crystals of the sillenite family. The numerical study was based on the Beam Propagation Method (BPM), which was modified in the present work to handle the photorefractive nonlinearity, the optical activity, and the crystal birefringence induced by external alternating electric field. The validity of numerical analysis was verified by a detailed comparison between the numerical and experimental results. The numerical simulation of the light propagation in the photorefractive crystals was used for analysis and interpretation of the experimental data. The self-modulation of three types of optical fields was investigated: The Gaussian beams, the images and the speckle patterns. Three main forms of the Gaussian beam evolution were observed: polarization-dependent self-bending, in which the crystal acts as a nonlinear beam splitter; spatially nonuniform self-modulation of the state of polarization; and a stimulated scattering caused by strong gradients of the space-charge filed. It has been shown that the image evolution involves the strong edge enhancement that can be useful in image processing. It has been shown that the speckle pattern suffers in the photorefractive crystal the widening of the spatial spectra, which leads to decreasing of the average speckle size. The nonstationary polarization of a vibrating speckle pattern was observed and an application of this phenomenon to noncontact and highly sensitive measurements of a rough surface movement is suggested. | |
| CICESE | |
| 2002 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Fuentes Hernández, C.A.2002.Automodulación óptica en cristales fotorrefractivos de silenita.Tesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.140 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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