Лекция 4: Волновая оптика. Голография. Слоистые среды и фотонные кристаллы презентация

Содержание

Голография.

Слайд 1Лекция 4: Волновая оптика Голография Слоистые среды и фотонные кристаллы

Слайд 2Голография.

Слайд 3Голография
HOLOS – полный
GRAPH - записывать
Обычная фотографическая пленка реагирует только на интенсивность.
Как

записать фазу?
Использовать интерференцию!!! (Д. Габор 1947)

Записывается амплитуда и фаза волнового фронта (3D)

Деннис Габор
Нобелевская премия 1971

Слайд 4Голография
Регистрирующей среде записывается интерференционная картинка опорного и объектного лучей
Пропускание (амплитудная голограмма)
Считывание

производится опорной волной

Прошедшая волна

Восстановленная волна

Сопряженная волна

Линейная среда t ~ I

Слайд 5Свойства голограмм
Эффект параллакса (3D)
Каждый фрагмент содержит информацию об объекте в целом


Делимость
Однако снижается разрешение и параллакс

Широкий диапазон градаций яркости

Слайд 6Способы голографической записи
Осевые голограммы (Д. Габор)
Источник с низкой когерентностью
Отражательные голограммы (Ю.Н.

Денисюк)

Внеосевые голограммы (Э. Лейт и Ю. Упатниекс)
Лазер

Восстановленная волна

Сопряженная волна

Радужные голограммы(С. Бентон)

Слайд 7Селективные свойства голограмм
Характерные положения регистрирующей среды при разных способах записи
Тонкие голограммы-

пренебрегаем дифракционными эффектами внутри голограммы
(низкая селективность к углу и длине волны)

Объемные голограммы – нужно учитывать дифракцию
(высокая селективность – дифракция Брэгга)


Пропускающие – высокая угловая селективность

Отражательные – высокая спектральная селективность

Мультиплексирование голограмм
(запись нескольких голограмм при
разных углах или длинах волн)

Слайд 8Материалы для голографической записи
Технические требования:
Чувствительность в заданном спектральном диапазоне
Высокое оптическое качество

(рассеяние на дефектах)
Качество поверхности
Реверсивность, деградация
Высокая разрешающая способность.


Фотопластинки

Фоторефрактивные кристаллы

Фотополимеры

Слайд 9Амплитудные и фазовые голограммы
Амплитудная

Фазовая

Слайд 10Применения голографии
Изобразительная

Защитная

Слайд 11Применения голографии
Голографическая интерферометрия

Адаптивная оптика и обращение волнового фронта

Слайд 12Применения голографии

Голографическая память
Сильные стороны:
Высокая емкость ~ V/λ3
Параллельный доступ
Ассоциативность (похоже на работу

мозга)

Слабые стороны
Время записи (чувствительность материала)
Несовместима с современной архитектурой компьютера.
Далеко от теоретического предела по емкости (динамический диапазон материала)

Реальные системы используют голограммы для адресации битов (1бит – 1 голограмма)

Слайд 13Слоистые среды и фотонные кристаллы.

Слайд 14Матрицы переноса
Оптическая
система
ain
aout
bin
bout
Примеры матриц переноса
AD - BC = 1, поскольку и

вход и выход эквивалентны и представляют собой свободное пространство

Среда с показателем преломления n

Нормальное падение на границу раздела двух сред

Слайд 15Антиотражающее (просветляющее) покрытие
Однослойное

Зависимость от
длины волны и
от угла падения


n1
n2

θ
d
Многослойные
(обычно 3

или 4 слоя)
Существует диапазон углов и длин волн
Применения: объективы, солнечные батареи

λ, θ

R


Слайд 16Периодическая слоистая структура
N слоев
Для унимодулярной матрицы
A,B,C и D - функции λ,

θ, поляризации

В линейных средах общая матрица получается перемножением матриц отдельных участков (слоев)

z

Слайд 17Периодическая слоистая структура
Для унимодулярной матрицы

Отражение от единичной ячейки (периода)

Быстро меняющаяся функция

K, или λ, θ.

K Λ = m π ,

для малого значения коэффициента отражения (разности показателей преломления) и m = 1

Закон Брэгга

Параметр функции Блоха

Поле световой волны в периодической среде
представляем в виде функций Блоха

Слайд 18Брэгговское отражение
λo =2Λn
Закон Брэгга для нормального падения

β



Глубина проникновения
Селективность
0.5
Δλ

Слайд 19Применения
Интерференционные фильтры
Волоконные Брэгговские решетки

Слайд 20Фотонные кристаллы
Периодические структуры с периодом сопоставимым с длиной волны света

Слайд 21Фотонные кристаллы
Довольно часто встречаются в природе
Неживая: Опалы, асбесты,
Живая

Слайд 22Фотонные кристаллы
Одномерные

Слайд 23Фотонные кристаллы
Двумерные

Слайд 24Фотонные кристаллы
Трехмерные

Слайд 25Фотонные кристаллы
Большая разность показателей преломления и прогресс в технологии дает

возможность наблюдать новые явления
Медленный свет, отрицательный показатель преломления
Обычное волокно δn~ 10-3; фотонно-кристаллическое δn~ 1
Новая концепция в оптике
Зонная структура
Теория переноса фотонов Моды с заданными дисперсионными соотношениями
Полупроводники для света

Слайд 26Фотонные кристаллы
Дефекты в кристаллической структуре
Резонансное туннелирование

Слайд 27Фотонные кристаллы
Линейные дефекты (волноводы)

Похожие презентации

Оптическая система. Лучевая и волновая оптика 417
Бронза в машиностроении 294
Механические характеристики асинхронных электродвигателей (лекция 4) 389
Виды зубчатых передач 380
Основное утверждение механики. Первый закон Ньютона 412
Виды устройств РЗ 250

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика