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《哈尔滨工业大学》 2010年
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电控全息光开关的波长选择性能研究

刘颖  
【摘要】: 随着全光网的发展,光开关成为光网络通信技术的核心器件。全息光开关利用激光的全息技术和晶体的光折变效应,将光栅全息图写入晶体内部,通过衍射控制实现开关功能。电控全息光开关是基于二次电光效应从而实现对光栅开关状态的电场控制,这种方法制作的光开关由于具有高的衍射效率和快的响应速度已成为光开关实现的新的替代方案。顺电相钽铌酸钾锂(KLTN)晶体在相变温度附近电光效应显著,鉴于其优越的性能,对顺电相下KLTN晶体性能及其光开关器件的研究将促进全光网络以及光信息处理的发展。 采用提拉法生长室温下具有顺电相结构的KLTN晶体,通过掺杂提高顺电相晶体的空间电荷场,从而提高晶体的光折变性能。利用二波耦合技术和顺电相全息晶体的二次电光效应,在掺锰钽铌酸钾锂晶体(Mn:KLTN)内部写入体相位Bragg光栅,讨论不同外加电压下体相位栅的衍射效率随各参数间变化关系。在不同入射光波长532nm、632.8nm下分别测得了光栅的写入擦除曲线,讨论了光栅记录角度、温度等参数对衍射效率的影响。实验还观察了较大外加电压下光栅的衍射现象。通过参数优化,实现最佳衍射条件。 通过在顺电相电控全息晶体Mn:KLTN的内部写入两重Bragg光栅,实现了对632.8nm和532nm两波长信号光的电控衍射。根据此电控衍射的工作原理,给出两种光开关制作方案,实现了对两种波长信号光的合束、分束及同时读取,并对衍射信号光的均匀性进行了分析。结果表明,这种利用多重写入技术制作的光开关可同时实现1×2及2×1光开关功能,具有成本低、响应快、性能稳定的优点,适用于多种光学互连网络。 搭建小角度记录光路,在顺电相全息晶体Mn:KLTN的内部写入光栅,得到具有Raman-Nath衍射的高阶衍射光栅,实现了对光束的电控高阶分束。通过实验获得了不同波长光垂直入射以及斜入射时高阶衍射现象,讨论了垂直入射和斜入射两不同入射方式时零级衍射的相似性,分析了斜入射情况下高阶衍射能量分布情况。通过记录角度的改变,得到高阶衍射时一阶衍射效率的变化情况,说明了高阶衍射对记录角度的敏感性。通过变化不同波长及其入射角入射时的高阶衍射现象比较,说明高阶衍射没有波长选择、角度选择功能。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O438.1

【参考文献】
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