文章目录

摘要

abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的相关背景及意义

1.2 国内外相关的研究现状

    1.2.1 光束偏转器的分类

    1.2.2 基于KTN晶体的电控光偏转

    1.2.3 Airy光束的研究现状

1.3 课题来源及本文的主要工作

第2章 光折变效应的基本理论

2.1 KTN晶体的光折变效应

2.2 带输运模型

2.3 场诱导光折变光栅的暗衰减过程

    2.3.1 势阱模型

    2.3.2 场诱导光折变光栅的双中心带输运模型

    2.3.3 影响暗衰减的因素

2.4 本章小结

第3章 诱导光束设计

3.1 基于电光效应的光偏转基本原理

3.2 基于光强具有线性梯度分布的诱导光束设计

    3.2.1 光强具有线性梯度分布的诱导光束

    3.2.2 基于“等效棱镜”的光束偏转

3.3 基于Airy光束的诱导光束设计

    3.3.1 Airy光束

    3.3.2 基于Airy通道的光束偏转

3.4 本章小结

第4章 基于“等效棱镜”的电控光束偏转实验

4.1 光强具有线性梯度分布诱导光束的产生

4.2 数字全息干涉技术

4.3 光强具有线性梯度分布诱导光束的写入及可视化

    4.3.1 Mn:KLTN晶体

    4.3.2 实验光路系统

    4.3.3 实验结果及分析

4.4 光束偏转测量

    4.4.1 测量光路系统

    4.4.2 未写入诱导光束的偏转测量

    4.4.3 写入诱导光束后的偏转测量

    4.4.4 写入阵列诱导光束后的偏转测量

4.5 本章小结

第5章 基于Airy通道的电控光束偏转实验

5.1 Airy光束的产生

    5.1.1 Airy光束的计算全息图

    5.1.2 Airy光束全息图的再现

5.2 Airy光束特性及其影响因素分析

    5.2.1 Airy光束的基本特性

    5.2.2 影响Airy光束弯曲轨迹的因素

5.3 Airy光束的写入及可视化

    5.3.1 实验光路系统

    5.3.2 可视化光诱导Airy通道

5.4 光束偏转测量

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文的研究成果

6.2 研究工作的展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

文章摘要:光偏转器在3D打印、3D成像、高速生物成像等领域具有广泛的应用前景。基于电光效应的光偏转技术由于响应速度快、任意偏转角、较小体积、无可移动部件、可靠性很高等特点,被认为最适合于实现高速光偏转,是未来光偏转技术发展的主导方向之一,具有很大的应用前景。本文基于顺电相的锰掺杂钽铌酸钾锂（Mn:KLTN）晶体,从理论和实验研究高速光可编程电控光偏转技术,提出基于“等效棱镜”和基于Airy通道的两种电控光束偏转技术,所做的主要工作如下:1.对场致光折变光栅的暗衰减寿命增强物理机理进行了研究,提出一种势阱模型很好地解释这一物理机理。外场使晶体中的极化纳米区域（PNRs）重新取向,增强了PNRs,形成势阱限制了载流子迁移,从而延长了暗衰减时间,给出了衰减时间与外场的关系,这一研究将在光折变存储、全息光学元件等领域具有重要的应用价值。2.设计光强具有线性梯度分布的诱导光束,写入Mn:KLTN晶体,诱导产生呈梯度分布的折射率变化,这一效应等效于棱镜。基于数字全息干涉技术原位可视化该诱导光束写入的动态过程,给出了基于“等效棱镜”的光束偏转角与外加电场和诱导光梯度的变化关系曲线,实验结果与理论分析吻合。在此基础上,设计了阵列诱导光束,实现了多角度多方向的阵列电控偏转,这一研究为阵列偏转器提供一种思路。3.基于分布傅里叶变换法,模拟高斯光束在Airy通道传输及输出后的传播过程,采用计算全息技术制作Airy诱导光束,分析了Airy光束特性及影响因素。设计并搭建了Airy通道写入与监测光路系统,基于数字全息干涉技术原位可视化Airy通道写入的时间—空间演化过程,给出了其相位变化分布,完成了基于Airy通道的电控光束偏转特性测量实验,实验结果与理论分析一致,验证了该方法的有效性。

文章关键词:

论文DOI:10.27356/d.cnki.gtjdu.2019.004765

文章来源：《电光与控制》 网址: http://www.dgykzzz.cn/qikandaodu/2022/0113/544.html