折射率光栅的建立 光折变效应的物理过程可概括为: (1)非均匀分布的光激发载流子的过程 (2)光激载流子迁移和被俘获导致空间电荷 场产生的过程; (3)空间电荷场通过线性电光效应引起的折 射率调制过程
折射率光栅的建立 ◼ 光折变效应的物理过程可概括为： （1）非均匀分布的光激发载流子的过程； （2）光激载流子迁移和被俘获导致空间电荷 场产生的过程； （3）空间电荷场通过线性电光效应引起的折 射率调制过程
光折变过程的能级图 以Fe:LNbO3为例 (b) 说明 导带 Fe3+和Fe2+ (a)光电离,(b)扩 a 散,(c)复合,(d) Fe 形成空间电荷并产 Fe 2+ 生电场。Fe2+杂质 中心作为施主,电价带 离后变成Fe3+,而 (d) +十 Fe3+中心作为陷阱 复合后变成Fe2+
光折变过程的能级图 ◼ 以Fe:LiNbO3为例 说明 ◼ Fe3+和Fe2+ ◼ (a)光电离，(b)扩 散，(c)复合，(d) 形成空间电荷并产 生电场。Fe2+杂质 中心作为施主，电 离后变成Fe3+，而 Fe3+中心作为陷阱， 复合后变成Fe2+。 +++ +++ - - - - - - (d) (c) (b) (a) F e3 + 价带 导带 F e2 +
光折变过程 33 (x) 十二=十+二二牛+二二++二 休人入 匡彐 △(x)
光折变过程 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - x I(x) E(x) n(x) g
1.带输运模型 不动的电离施主随时间的变化率方程 Fe: Linbo aN o=(s1+B1)(ND-N)- YPND N→F2(施主) 自由电子的连续性方程: N→F3+(受主) d0 oN 1 at ND-Nb→剩余的F2 电流方程: N4=N(I=0 J=uepEsC+pI( -ND)-ukBTVp 空间电荷分布形成局域电场,满足高斯定理: V eso=e(N+p-Nd
1. 带输运模型 + + + = + − − T D D r D D s I N N N t N ( )( ) J t e N t D − = + 1 = + − − + J e Es c p I(ND ND ) kB T ( ) ( ) + s sc = NA + − ND E e 不动的电离施主随时间的变化率方程： 自由电子的连续性方程： 电流方程： 空间电荷分布形成局域电场，满足高斯定理： ( 0) : 2 3 2 3 = = − + + + + + + N N I N N F N F N F Fe LiNbO A D D D e D e D e 剩余的 （受主） （施主）
2.驱动光强 (3-4)式和(3-6)式中驱动光强I是两波干涉产生的非均匀 光强分布。在光折变晶体内,记录光路采用简单的两波混频方式 (见图36),下标s表示信号光,r表示参考光。同频率的两记录 光波的场强矢量表示为 E=Ee j(g- oe (3-8) E= e e (3-9) 式中,E,E分别表示两相干光波的复振幅: E。=E,(z)en (3-10) E1=E1(z)e(2) (3-11)
2. 驱动光强