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

Допуски и посадки подшипников качения 772
3D моделирование свойств. Инструменты 319
Өзара ауыстырымдылық шақтама және қондыру білік және қуыс жүйелері. (дәріс 6) 638
Спектроскопія ядерного магнітного резонансу 316
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение в природе и технике 363
Основы автоматического управления. Введение. Основные понятия и определения 762

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