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全息光折变高分子材料的表征

2022-04-16

  一、二波耦合

  二波耦合(two-beam coupling)是表征全息光折变高分子材料非定域特性的重要方法。相干激光1和2分别从θ1和θ2的入射角照射全息光折变高分子材料,在材料内部发生干涉,形成明暗相间的干涉条纹。在外加电场作用下,相干亮区产生的空穴向相干暗区迁移,最终通过建立空间电荷场的方式实现折射率调制,形成非定域全息光栅结构(即折射率调制曲线与相干激光的光强分布曲线存在相位差)。当全息光栅处于稳态时,入射光束1、2在全息光栅内部发生能量转移,使得两束激光在出射端分别减弱和增强。能量转移的程度可以采用二波耦合增益系数(two-beam coupling gain coefficient,)来定量化描述。二波耦合后的能量转移方向可通过改变外加电场的方向或耦合光束的偏振方向来调控。

  二、四波混频

  四波混频(four-wave mixing)和二波耦合相似,与二波耦合相比,四波混频法在入射光束1和2的相反方向上加入检测光束3。为准确表征光栅性能,光束3的波长应与光束1和2相同。为防止光栅相位失配,光束3的入射点应与1或2的出射点相同,但传播方向相反。需要注意的是,应避免光束3对光栅结构的破坏。为实现这一目的,可以采用两种不同的策略:①控制检测光束3的光强,使其远弱于光束1和2的强度;②将光束3的偏振方向调整到与光束1和2的偏振方向垂直,从而避免光束3与光束1或2发生干涉,同时也避免改变生色团的取向结构。

  四波混频法无背景干扰、灵敏度高,可用于表征衍射效率较低的全息光栅;移除光束1和2之后还可继续利用光束3监测光栅衍射效率的变化,因此也可用于表征全息光栅在避光状态下的弛豫速率。

  文章内容引用自专业教材,以便高分子科学工程、光学工程等领域的科技工作者作研究参考,未经本书原作者的许可,任何第三方不得复制或者转载本文内容。