Gilt Glas als lineares optisches Medium?

Meine Forschung, die sich hauptsächlich auf Kommunikation bezieht, beinhaltet die Verwendung optischer Quellen (hauptsächlich Laser). Mein Hintergrund in Photonik und Optik ist jedoch noch nicht solide, daher könnte meine Frage sehr einfach sein.

In einem Teil meines Experiments habe ich zwei Laserstrahlen, die ein Stück Glas kreuzen, wie in der Abbildung unten gezeigt. Das Glas wird durch ein Flüssigkristallmaterial gebildet, das sich im transparenten (spiegelähnlichen) Zustand befindet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die beiden Laser stammen aus unterschiedlichen Quellen und haben möglicherweise die gleiche Wellenlänge.

Meine Frage ist, stören die Laser in der Mitte des Glases (dh an ihrem Schnittpunkt)? Wenn die Laser Informationen tragen, was passiert mit den Informationen? Ist der Effekt eine Phasenänderung, Dämpfung?! Hat das etwas mit dem Kerr-Effekt Kerr-Effekt zu tun ?

Auf der Suche nach einer Antwort fand ich diese Website, die über Phasenkonjugation spricht. Eine intuitive Erklärung der Phasenkonjugation . Auf dieser Website habe ich diesen Absatz gefunden:

"In der linearen Optik ist dieses Interferenzmuster ein vorübergehendes Phänomen, das auf nichts anderes Einfluss hat. Wenn jedoch die Kreuzung von Laserstrahlen im transparenten Volumen eines nichtlinearen optischen Mediums stattfindet , ..."

Wird das Glas in meinem Fall also als lineare optische Oberfläche betrachtet oder hängt es von einigen anderen Eigenschaften ab?

Bearbeitungen:

  • Die Anwendung ist optischen Schaltern (z. B. MEMS) sehr ähnlich, außer dass anstelle des freien Raums immer das Glas vorhanden ist, sodass Strahlen es kreuzen und schneiden müssen.
  • Die Laserstrahlen werden von zwei verschiedenen Fasern ausgegeben.
Ich bin diesbezüglich weit außerhalb meines Kompetenzbereichs, aber ich habe eine vage Erinnerung daran, dass die Linearität des Mediums (zumindest teilweise) von der Feldstärke abhängt.
Da Glas selbst eine Inversionssymmetrie hat (weil es ein ungeordnetes amorphes Material ist), gibt es keine χ ( 2 ) Nichtlinearitäten, daher ist der Pockels-Effekt verboten, ebenso wie alle anderen Zweiwellen-Mischprozesse. Inzwischen Kerr-Effekte, die auf die beruhen χ ( 3 ) Nichtlinearität, sollte ebenfalls wahrscheinlich nicht auftreten; Dies liegt daran, dass der DC-Kerr-Effekt ein angelegtes statisches Feld erfordert (das Sie nicht haben) und der AC-Kerr-Effekt nur bei annähernden Leistungsintensitäten auftritt 1 GW/cm 2 , was extrem hoch ist.
Ich bin mir nicht sicher, wie phasenkonjugierte Spiegel funktionieren, aber der von Ihnen bereitgestellte Link spricht von 2-, 3- und 4-Wellen-Mischen, das nur bei sehr hohen Leistungen auftritt, also würde ich vermuten, dass phasenkonjugierte Spiegeleffekte nicht 'sind. passiert nicht. Der Flüssigkristall ist jedoch wahrscheinlich anisotrop, daher weiß ich nicht, ob damit möglicherweise Nichtlinearitäten verbunden sind. Aber im Allgemeinen, wenn ich raten müsste, würde ich vermuten, dass nichtlineare Effekte wahrscheinlich nicht auftreten werden, es sei denn, Ihre Laser sind extrem leistungsstarke gepulste Laser.
Ich danke Ihnen allen für Ihre nützlichen Antworten. Ich bin mir nicht sicher, welche Intensitäten ich brauche. Die Anwendung ist optischen Schaltern (z. B. MEMS) sehr ähnlich, außer dass anstelle des freien Raums immer das Glas vorhanden ist, sodass Strahlen es kreuzen und schneiden müssen. Ich werde diesen Teil der Frage hinzufügen, er könnte dem Leser helfen.
Die Laserstrahlen sind die Ausgänge zweier unterschiedlicher Fasern, die Überschneidung erfolgt jedoch wie oben in der Figur beschrieben. Sie sagten: "Bei 1 mW (4 W / mm ^ 2) würden Sie sich definitiv keine Sorgen über diese Probleme machen." @ThePhoton, bedeutet Ihr Kommentar, dass ich mir keine Sorgen machen muss, wenn die beiden Laser die Ausgabe solcher Fasern sind es in der in der Abbildung gezeigten Konfiguration?
@BHamza, das bedeutet, wenn Ihre Strahlintensität weniger als 4 W / mm ^ 2 beträgt, müssen Sie sich sehr wahrscheinlich keine Gedanken über Nichtlinearität im Glas machen. Bei 40 oder 400 W/mm^2 müssen Sie sich vielleicht Sorgen machen oder auch nicht – das liegt außerhalb meines Fachwissens. Ihr Diagramm gibt weder die Strahlleistung noch den Durchmesser an, daher sagt es wirklich nichts darüber aus, ob Sie Nichtlinearitäten haben oder nicht.
Konvertiert meine Kommentare in eine Antwort.

Antworten (1)

Wenn Sie nicht mit Strahlen mit sehr hoher Intensität arbeiten, werden Sie wahrscheinlich keine Nichtlinearitätseffekte sehen. Allerdings gibt es in Glas nichtlineare Effekte, die beispielsweise die Belastbarkeit von Glasfaser-WDM-Systemen begrenzen. Zu beachtende Schlüsselwörter sind Vierwellenmischung , stimulierte Brillouin-Streuung und Kreuzphasenmodulation .

Lassen Sie uns eine schnelle Schätzung für den Glasfaserfall vornehmen. Ich weiß, dass 1 mW Leistung in einer 9-um-Kernfaser keine signifikanten Nichtleitungseffekte verursacht. Das sind etwa 40 W/mm^2. Ob unerwünschte Nichtlinearitäten bei 10x, 100x oder 1000x dieser Ebene zu sehen sind, entzieht sich meiner Kenntnis.

Darüber hinaus tritt ein nichtlineares Verhalten in Fasern auf, wenn die "Strahlen" phasenangepasst sind und sich über viele Meter überlappen, während sich die Strahlen in Ihrem System wahrscheinlich nur um wenige mm überlappen. Sie würden in Ihrem System eine viel höhere Intensität benötigen, um messbare nichtlineare Effekte zu sehen, verglichen mit dem, was in Fasersystemen erforderlich ist.

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