Фотозатемнение
Фотозатемнение — оптический эффект, наблюдаемый при взаимодействии лазерного излучения с аморфными средами (стеклами) в оптических волокнах . До сих пор о таком создании центров окраски сообщалось только в стекловолокнах. [1] [2] Фотозатемнение ограничивает плотность возбуждений в волоконных лазерах и усилителях. Результаты экспериментов показывают, что работа в насыщенном режиме помогает уменьшить фотопотомнение. [3]
Определение
[ редактировать ]Можно было бы ожидать, что термин «фотозатемнение» будет относиться к любому процессу, когда какой-либо объект становится непрозрачным (темным) из-за освещения светом. Формально потемнение фотоэмульсии также можно рассматривать как фотопотемнение. Однако в недавних работах этот термин используется для обозначения обратимого создания поглощающих центров окраски в оптических волокнах. Можно ожидать, что этот эффект не является специфичным для волокон; поэтому определение должно охватывать широкий класс явлений, исключая, пожалуй, необратимое потемнение фотоэмульсий. [ нужна ссылка ]
По данным Энциклопедии лазерной физики и технологий, [4] Фотопотемнение — это эффект, при котором оптические потери в среде могут увеличиваться при облучении среды светом определенных длин волн. Фотозатемнение можно также определить как обратимое создание центров поглощения в оптических средах при освещениисвет.
Скорость фотопотемнения
[ редактировать ]Время, обратное шкале времени, в которой происходит фотопотемнение, можно интерпретировать как скорость фотопотемнения. [2]
Центры цвета
[ редактировать ]Обычно фотопотомнение связывают с созданием центров окраски за счет резонансного взаимодействия электромагнитного поля с активной средой. [5]
Возможные механизмы фотопотемнения
[ редактировать ]Явление, похожее на фотопотемнение в волокнах, недавно наблюдалось на кусках керамики и кристаллов, легированных Yb . При высокой концентрации возбуждений поглощения происходит скачок , вызывающий лавинообразный характер широкополосной люминесценции . [6] Увеличение поглощения может быть вызвано образованием центров окраски электронами . в зоне проводимости , создаваемыми несколькими соседними возбужденными ионами (Энергии одного или двух возбуждений недостаточно, чтобы затолкнуть электрон в зону проводимости ). Это объясняет, почему скорость затемнения сильно зависит от интенсивности возбуждающего луча (как в случае с оптическими волокнами, обсуждавшимися выше). В экспериментах, [6] тотважны тепловые воздействия; поэтому только начальная стадия лавины можно интерпретировать как фотозатемнение, и такая интерпретация пока не подтверждена. Недавняя работа [7] указал на роль загрязнения тулием . За счет лазерной накачки и поглощения сигнала , а также передачи энергии от иттербия ; тулий способен излучать ультрафиолетовый свет, который, как известно, создает центры окраски в кварцевом стекле. Хотя реальный механизм фотозатемнения до сих пор неизвестен, недавно сообщалось о надежной установке для проверки свойств фотозатемнения различных типов волокон. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Й. Копонен; М. Седерлунд; Х. Дж. Хоффман; Д. Клинер; Дж. Коплоу; Ж. Л. Аршамбо; Л. Рики; П.Ст.Дж. Рассел; Д.Н. Пейн (2007). «Измерения фотопотомнения в волокнах большой площади мод» . Труды SPIE . 6553 (5): 783–9. Бибкод : 2007SPIE.6453E..40K . дои : 10.1117/12.712545 . S2CID 27204182 . [ мертвая ссылка ]
- ^ Перейти обратно: а б Л. Донг; Ж. Л. Аршамбо; Л. Рики; П. Ст. Дж. Рассел; Д. Н. Пейн (1995). «Изменение фотоиндуцированного поглощения в германосиликатных заготовках: доказательства модели фоточувствительности с центром окраски». Прикладная оптика . 34 (18): 3436–40. Бибкод : 1995ApOpt..34.3436D . дои : 10.1364/AO.34.003436 . ПМИД 21052157 .
- ^ Н. Ли; С. Ю; Х. Ю; Д. Джайн; Дж. К. Саху (2014) «Снижение мощности накачки из-за фотозатемнения в волокнах и усилителях, легированных иттербием» , IEEE Photonics Technology Letters , Vol. 26, Выпуск 2, с.115-118.
- ^ «Энциклопедия лазерной физики и техники — фотопотомнение, фотохромные повреждения, фотоиндуцированные потери, ультрафиолет, трекинг серого, центры окраски» .
- ^ Л. К. Куррол; ИМ Раньери; ВБ Изильда; С.Л. Балдочи; Р.Э. Рикардо; АЗ де Фрейтас; Л. Гомес; НДЖ Виейра (2007). «Исследование центров окраски, образующихся в кристаллах YLF, легированных тулием, при облучении электронным пучком и фемтосекундными лазерными импульсами». Оптические коммуникации . 270 (2): 340–342. Бибкод : 2007OptCo.270..340C . дои : 10.1016/j.optcom.2006.09.071 .
- ^ Перейти обратно: а б Ж.-Ф.Биссон; Кузнецов Дмитрий; Уэда, Кен-Ичи ; Фредрих-Торнтон, Сюзанна Т.; Петерманн, Клаус; Хубер, Гюнтер; и др. (2007). «Переключение излучательной способности и фотопроводимости в высоколегированной керамике Yb3+:Y2O3 и Lu2O3». Письма по прикладной физике . 90 (20): 066101. Бибкод : 2007ApPhL..90t1901B . дои : 10.1063/1.2739318 .
- ^ Р. Перетти; ЯВЛЯЮСЬ. Юрдик; Б. Жакье; Седрик Гонне; Ален Пастуре; Екатерина Буров; Оливье Кавани (2010). «Как следы тулия могут объяснить фотопотемнение в волокнах, легированных Yb?» . Оптика Экспресс . 18 (19): 20455–20460. Бибкод : 2010OExpr..1820455P . дои : 10.1364/OE.18.020455 . ПМИД 20940938 .
- ^ С. Тачео; Х. Гебави; Д. Трегоат; Т. Робин; Б. Кадье; Д. Миланезе; Л. Лейк (2012). «Фотозатемнение: мера, характеристика и показатель качества» (PDF) . Отдел новостей SPIE . дои : 10.1117/2.1201209.004387 . S2CID 65488451 . Архивировано из оригинала (PDF) 30 декабря 2019 г.