Cam kutuplama - Glass poling

Cam kutuplama elektrik yüklerinin dağılımının değiştirildiği fiziksel süreçtir. Prensip olarak, yükler rastgele dağıtılır ve camın içinde kalıcı bir elektrik alanı yoktur.

Yükler taşındığında ve bir yerde sabitlendiğinde, cama kalıcı bir alan kaydedilir. Bu elektrik alanı, camda çeşitli optik fonksiyonlara izin verir, aksi takdirde imkansızdır. Ortaya çıkan etki, bir pilde olduğu gibi pozitif ve negatif kutuplara sahip olmak gibi, ancak bir optik fiberin içinde olacaktır.

Etki, fiber optik özelliklerinde bir değişiklik olacaktır. Örneğin, cam kutuplama, bir giriş ışığının orijinal radyasyonun iki katı olan başka bir dalga boyuna dönüştürülmesinden oluşan ikinci harmonik ışık üretiminin gerçekleştirilmesine izin verecektir. Örneğin, 1030 nm civarındaki yakın kızılötesi radyasyon, bu işlemle yeşil ışığa karşılık gelen 515 nm dalga boyuna dönüştürülebilir.

Cam kutuplama aynı zamanda doğrusal elektro-optik etki ışık modülasyonu gibi diğer işlevler için kullanılabilir.

Bu nedenle, cam kutuplama, bir Elektrik alanı malzemenin orijinal simetrisini bozan. Cam poling işlemi uygulanarak yapılır. yüksek voltaj ortama, ısı ile heyecanlandırırken, morötesi ışık veya başka bir enerji kaynağı. Isı, yüklerin difüzyonla hareket etmesine izin verecek ve yüksek voltaj, yüklerin yer değiştirmesine bir yön vermesine izin verecektir.

Optik kutuplama silika lifler[1] izin verir ikinci harmonik nesil çekirdek kaplama arayüzünde kendi kendine organize edilmiş periyodik bir ücret dağılımı yaratarak.

UV kutuplama [2] Bildirilen doğrusal olmama durumunun yüksek olması nedeniyle büyük ilgi gördü, ancak çeşitli gruplar sonuçları yeniden üretemeyince ilgi azaldı.

Termal kutuplama

Güçlü elektrik alanları, silikanın termal kutuplanmasıyla oluşturulur[3] camı aynı anda 280 ° C aralığındaki sıcaklıklara ve birkaç dakika boyunca birkaç kilovolt önyargıya maruz bırakmak. Katyonlar yüksek sıcaklıkta hareketlidir (ör. Na + ) ve kutuplama alanı tarafından anot numunenin tarafı. Bu, birkaç bölge oluşturur mikrometre yüksek kalın elektriksel direnç anodik yüzeyin yakınında pozitif iyonlardan yoksun. Tükenmiş bölge negatif olarak yüklenir ve kutup gerilimi açıkken numune oda sıcaklığına soğutulursa, elektronların dağılımı donar. Kutuplama işleminden sonra, anodik yüzeye çekilen pozitif yük ve camın içindeki negatif yük, 10'a ulaşabilen kayıtlı bir alan oluşturur.9 V / m. Daha detaylı çalışmalar,[4][5] katot elektrodunun yakınında çok az katyon birikimi olduğunu veya hiç birikmediğini ve anoda en yakın tabakanın kutuplaşma aşırı uzun bir süre devam ederse kısmi nötrleşmeye maruz kaldığını gösterin. Cam cila işlemi, kullanılana çok benzer. Anodik yapıştırma, kaydedilen elektrik alanının cam numunesini anoda bağladığı yer.

Termal kutuplamada, birinin etkilerinden yararlanılır doğrusal olmayan optik güçlü kaydedilmiş alan tarafından oluşturulur.[6] Etkili bir ikinci dereceden optik doğrusal olmama χ(2)ef ~ 3 χ(3) Ekayıt. Silika camda, indüklenen doğrusal olmayan katsayı ~ 1 pm / V iken, liflerde bu değerin bir kısmıdır. İç elektrotlu fiberlerin kullanılması, fiberlerin lineer olarak gösterilmesini sağlamak için kutuplandırmayı mümkün kılar. elektro-optik etki ve sonra anahtarlama ve modülasyon için voltaj uygulamasıyla kırılma indisini kontrol eder. Kutuplanmış elyafta kaydedilen alan, kutuplanmış elyafın yandan UV radyasyonuna maruz bırakılmasıyla silinebilir.

Bu, keyfi periyotlarla bir elektrik alanı ızgarasının yapay olarak oluşturulmasını mümkün kılar,[7] için gerekli koşulu sağlayan yarı faz eşleşmesi. Optik fiberlerde verimli frekans ikiye katlama için periyodik kutuplama kullanılır.[8]

Referanslar

  1. ^ Österberg, U .; Margulis, W. (1986). "Nd: YAG lazer darbeleri ile pompalanan boya lazer frekansı bir cam optik fiberde ikiye katlandı". Optik Harfler. 11 (8): 516–8. Bibcode:1986OptL ... 11..516O. doi:10.1364 / OL.11.000516. PMID  19738674.
  2. ^ Fujiwara, T .; et al. (30 Mart 1995). "UV uyarımlı kutuplama ile germanosilikat fiberde elektro-optik modülasyon". Elektronik Harfler. 31 (7): 573–575. Bibcode:1995ElL .... 31..573F. doi:10.1049 / el: 19950384. ISSN  0013-5194.
  3. ^ Myers, R. A .; et al. (1991). "Kutuplu erimiş silikada büyük ikinci derece doğrusal olmama". Optik Harfler. 16 (22): 1732–1734. Bibcode:1991OptL ... 16.1732M. doi:10.1364 / OL.16.001732. PMID  19784122.
  4. ^ Kudlinski, A .; et al. (2005). "Termal kutuplu erimiş silikada χ (2) duyarlılık zaman evriminin modellenmesi". Optik Ekspres. 13 (20): 8015–8024. Bibcode:2005OExpr.13.8015K. doi:10.1364 / OPEX.13.008015. PMID  19498831.
  5. ^ Alley, T. G .; et al. (1999). "Termal kutuplu kaynaşmış silikada uzay yükü oluşumunun ikincil iyon kütle spektrometresi çalışması". Uygulamalı Fizik Dergisi. 86 (12): 6634. Bibcode:1999JAP .... 86.6634A. doi:10.1063/1.371736.
  6. ^ Kashyap, R. (2010). "Bölüm 12". Fiber Bragg Izgaralar (2. baskı). Londra: Akademik Basın. ISBN  9780123725790. OCLC  781085530.
  7. ^ Pruneri, V .; Kazansky, P.G (Şubat 1997). "Yarı faz eşlemeli ikinci harmonik üretim için elektrik alanlı termal kutuplu optik fiberler" (PDF). IEEE Fotonik Teknoloji Mektupları. 9 (2): 185–187. Bibcode:1997 IPTL .... 9..185P. doi:10.1109/68.553085. ISSN  1041-1135.
  8. ^ Canagasabey, A .; et al. (2009). "Periyodik olarak kutuplanmış silika liflerinden yüksek ortalama güçlü ikinci harmonik üretimi". Optik Harfler. 34 (16): 2483–2485. Bibcode:2009OptL ... 34.2483C. doi:10.1364 / OL.34.002483. PMID  19684823.