¿Se considera el vidrio como un medio óptico lineal?

Mi investigación, que está principalmente relacionada con la comunicación, involucra el uso de fuentes ópticas (principalmente láseres). Sin embargo, mi experiencia en fotónica y óptica aún no es sólida, por lo que mi pregunta podría ser muy simple.

En una parte de mi experimento, tengo dos rayos láser que cruzan una pieza de vidrio como se muestra en la figura a continuación. El vidrio está formado por un material de cristal líquido que se encuentra en estado transparente (similar a un espejo).

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Los dos láseres provienen de diferentes fuentes y pueden tener las mismas longitudes de onda.

Mi pregunta es, ¿los láseres interfieren en el centro del vidrio (es decir, en su punto de intersección)? Si los láseres transportan información, ¿qué sucede con la información? ¿Es el efecto un cambio de fase, atenuación? ¿Tiene eso algo que ver con el efecto Kerr efecto Kerr ?

Mientras buscaba una respuesta, encontré este sitio web que habla sobre la conjugación de fase. Una explicación intuitiva de la conjugación de fase . En este sitio web, encontré este párrafo:

"En óptica lineal este patrón de interferencia es un fenómeno transitorio que no tiene ningún efecto sobre nada más. Sin embargo, si el cruce de rayos láser se produce en el volumen transparente de un medio óptico no lineal ,..."

Entonces, ¿el vidrio en mi caso se considera una superficie óptica lineal o depende de algunas otras propiedades?

Ediciones:

  • La aplicación es muy similar a los interruptores ópticos (p. ej., MEMS), excepto que en lugar de espacio libre, el vidrio siempre está ahí, por lo que los haces deben cruzarlo e intersecarse.
  • Los rayos láser salen de dos fibras diferentes.
Estoy fuera de mi ámbito de competencia en esto, pero tengo un vago recuerdo de que la linealidad del medio depende (al menos en parte) de la intensidad del campo.
Dado que el vidrio en sí tiene simetría de inversión (debido a que es un material amorfo desordenado), no hay x ( 2 ) no linealidades, por lo que el efecto Pockels está prohibido, al igual que cualquier otro proceso de mezcla de dos ondas. Mientras tanto, los efectos Kerr, que se basan en la x ( 3 ) la no linealidad, probablemente tampoco debería ocurrir; esto se debe a que el efecto DC Kerr requiere un campo estático aplicado (que no tiene), y el efecto AC Kerr solo ocurre a intensidades de potencia cercanas a 1 GW/cm 2 , que es extremadamente alto.
No estoy seguro de cómo funcionan los espejos de fase conjugada, pero el enlace que proporcionó habla sobre la mezcla de 2, 3 y 4 ondas, que solo ocurren a potencias muy altas, así que supongo que los efectos de espejo de fase conjugada son ' no está sucediendo Sin embargo, el cristal líquido probablemente sea anisotrópico, por lo que no sé si podría haber alguna no linealidad asociada con eso. Pero, en general, si tuviera que adivinar, diría que los efectos no lineales probablemente no sucederán a menos que sus láseres sean láseres pulsados ​​​​extremadamente poderosos.
Gracias a todos por sus útiles respuestas. No estoy seguro de las intensidades que podría necesitar. La aplicación es muy similar a los interruptores ópticos (p. ej., MEMS), excepto que en lugar de espacio libre, el vidrio siempre está ahí, por lo que los haces deben cruzarlo e intersecarse. Agregaré esta parte a la pregunta, podría ayudar al lector.
Los rayos láser son las salidas de dos fibras diferentes, sin embargo, la intersección ocurre como se describe arriba en la figura. Usted dijo: "Definitivamente a 1 mW (4 W/mm ^ 2) no se preocuparía por estos problemas" @ThePhoton, ¿su comentario significa que si los dos láseres son la salida de tales fibras, no necesito preocuparme por en la configuración que se muestra en la figura?
@BHamza, significa que si la intensidad de su haz es inferior a 4 W / mm ^ 2, es muy probable que no tenga que preocuparse por la no linealidad en el vidrio. A 40 o 400 W/mm ^ 2, es posible que deba preocuparse o no, eso está fuera de mi experiencia. Su diagrama no especifica la potencia o el diámetro del haz, por lo que realmente no dice nada sobre si tendrá o no linealidades.
Convertí mis comentarios en una respuesta.

Respuestas (1)

Si no está trabajando con haces de muy alta intensidad, es probable que no vea efectos de no linealidad. Sin embargo, hay efectos no lineales en el vidrio y son un factor limitante en la capacidad de carga de los sistemas WDM de fibra óptica, por ejemplo. Las palabras clave a tener en cuenta son la mezcla de cuatro ondas , la dispersión de Brillouin estimulada y la modulación de fase cruzada .

Hagamos una estimación rápida para el caso de fibra óptica. Sé que 1 mW de potencia en una fibra de núcleo de 9 um no causa efectos significativos fuera de la línea. Eso es alrededor de 40 W/mm^2. Si las no linealidades no deseadas se ven a 10x, 100x o 1000x, este nivel está fuera de mi conocimiento.

Además, el comportamiento no lineal en las fibras ocurre cuando los "haces" coinciden en fase y se superponen durante muchos metros, mientras que su sistema probablemente solo tenga los haces superpuestos durante unos pocos mm. Necesitaría una intensidad mucho mayor en su sistema para ver efectos no lineales medibles en comparación con lo que se necesita en los sistemas de fibra.

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