Фотографиитемнение - Photodarkening

Фотографиитемнение является оптический эффект наблюдается при взаимодействии лазерного излучения с аморфными средами (стеклами) в оптические волокна До сих пор о создании центров окраски сообщалось только в стекловолокнах.[1][2] Фототемнение ограничивает плотность возбуждений в волоконные лазеры и усилители. Результаты экспериментов показывают, что работа в насыщенном режиме помогает уменьшить фотопотемнение.[3]

Определение

Можно было ожидать срок затемнение для обозначения любого процесса, когда какой-либо объект становится непрозрачным (темным) из-за освещения светом. Формально потемнение фотоэмульсии также можно рассматривать как фотопотемнение. Однако в недавних статьях этот термин используется в значении обратимого создания поглощающих центров окраски в оптических волокнах. Можно ожидать, что эффект не специфичен для волокон; следовательно, определение должно охватывать широкий класс явлений, исключая, возможно, необратимое потемнение фотографических эмульсий.[нужна цитата ]

Согласно Энциклопедии лазерной физики и техники,[4] Фотопотемнение - это эффект того, что оптические потери в среде могут расти, когда среда облучается светом с определенными длинами волн. Мы также можем определить фотопотемнение как обратимое создание центров поглощения в оптических средах при освещении светом.

Скорость фотозатемнения

Время, обратное временной шкале, при которой происходит фотопотемнение, можно интерпретировать как скорость фотопотемнения. [2]

Цветовые центры

Обычно фотопотемнение связывают с созданием центры окраски за счет резонансного взаимодействия электромагнитного поля с активной средой [5]

Возможные механизмы фотопотемнения

Явление, подобное фотопотемнению в волокнах, недавно наблюдалось в кусках керамики, легированной Yb, и кристаллы. При высокой концентрации возбуждений поглощение подпрыгивает, вызывая лавина широкополосного доступа свечение.[6]Увеличение абсорбции может быть вызвано образованием центры окраски к электроны в зона проводимости, созданный несколькими соседними возбужденными ионами. (Энергии одного или двух возбуждений недостаточно для электрон в зона проводимости ). Это объясняет, почему скорость потемнения сильно зависит от интенсивности возбуждающего луча (как в случае с оптическими волокнами, описанными выше). В экспериментах[6] тепловые эффекты важны; поэтому только начальный этап лавина можно интерпретировать как фототемнение, и такая интерпретация еще не подтверждена. Недавняя работа[7] указал на роль тулий загрязнение. Через лазер насос и сигнал поглощение, и перенос энергии от иттербий; тулий способен излучать ультрафиолетовый свет, который, как известно, создает центры окраски в кварцевом стекле. Хотя фактический механизм фотопотемнения все еще неизвестен, недавно было сообщено о надежной установке для проверки свойств фотопотемнения различных типов волокон.[8]

Рекомендации

  1. ^ Я. Копонен; М. Сёдерлунд; Х. Дж. Хоффман; Д. Клинер; Дж. Коплоу; Ж. Л. Аршамбо; Л. Рики; P.St.J. Рассел; Д.Н. Пейн (2007). «Измерения затемнения в волокнах с большой площадью моды». Труды SPIE. 6553 (5): 783–9. Bibcode:2007SPIE.6453E..40K. Дои:10.1117/12.712545.[мертвая ссылка ]
  2. ^ а б Л. Донг; Ж. Л. Аршамбо; Л. Рики; П. Сент-Дж. Рассел; Д. Н. Пейн (1995). "Фотоиндуцированное изменение поглощения в германосиликатных преформах: свидетельство модели цветового центра светочувствительности". Прикладная оптика. 34 (18): 3436–40. Bibcode:1995ApOpt..34.3436D. Дои:10.1364 / AO.34.003436. PMID  21052157.
  3. ^ Н. Ли; С. Ю; X. Yu; Д. Джайн; Дж. К. Саху (2014)«Снижение мощности накачки из-за фототемнения в волокнах и усилителях, легированных иттербием», Письма IEEE Photonics Technology, Vol. 26, выпуск 2, стр.115-118
  4. ^ «Энциклопедия лазерной физики и технологий - фототемнение, фотохромные повреждения, фотоиндуцированные потери, ультрафиолет, слежение за серым, центры окраски».
  5. ^ L.C. Куррол; И. М. Раньери; W.B. Изильда; S.L. Бальдочи; R.E. Рикардо; А.З. де Фрейтас; Л. Гомеш; N.D.J. Виейра (2007). «Исследование центров окраски, образующихся в кристаллах YLF, легированных тулием, при облучении электронным пучком и фемтосекундными лазерными импульсами». Оптика Коммуникации. 270 (2): 340–342. Bibcode:2007OptCo.270..340C. Дои:10.1016 / j.optcom.2006.09.071.
  6. ^ а б Ж.-Ф. Биссон; Кузнецов Дмитрий; Уэда, Кен-Ичи; Fredrich-Thornton, Susanne T .; Петерманн, Клаус; Хубер, Гюнтер; и другие. (2007). «Переключение излучательной способности и фотопроводимости в высоколегированной керамике Yb3 +: Y2O3 и Lu2O3». Письма по прикладной физике. 90 (20): 066101. Bibcode:2007АпФЛ..90т1901Б. Дои:10.1063/1.2739318.
  7. ^ Р. Перетти; ЯВЛЯЮСЬ. Джурдык; Б. Жакье; Седрик Гонне; Ален Пастурэ; Екатерина Бурова; Оливье Кавани (2010). «Как следы тулия могут объяснить фотопотемнение в волокнах, легированных Yb?». Оптика Экспресс. 18 (19): 20455–20460. Bibcode:2010OExpr..1820455P. Дои:10.1364 / OE.18.020455. PMID  20940938.
  8. ^ С. Такчео; Х. Гебави; Д. Трегоат; Т. Робин; Б. Кадье; Д. Миланезе; Л. Лейк (2012). «Фототемнение: мера, характеристика и добротность» (PDF). Отдел новостей SPIE. Дои:10.1117/2.1201209.004387.