Tesis
Estudio de la contribución de la rejilla de absorción a la eficiencia de difracción en el grabado fotorrefractivo en la configuración de reflexión
Autor
LUIS MOCTEZUMA CERVANTES ESPINOSA
Institución
Resumen
En este trabajo de investigación se estudió el grabado fotorrefractivo en la mezcla
de dos ondas para la geometría de reflexión, considerando la presencia simultánea
de la rejilla de fase y rejilla de absorción en muestras gruesas de aproximadeamente
1,0 cm, de niobato de litio dopadas con Fe. En primer lugar se resolvieron numéri-
camente sin aproximación el conjunto de ecuaciones diferenciales parciales no lin-
eales del material que describen el modelo de transporte de bandas (band transport
model). Se obtuvo el campo de carga espacial total Esc, la densidad de donadores
ionizados y la densidad de portadores de carga. Posteriormente se obtuvo la ampli-
tud de la componenete fundamental del campo eléctrico de carga espacial Esc, en
descomposición de Fourier y su fase, ΦG en relación con el patron de interferencia
de la luz. Las simulaciones numéricas se realizaron para varios valores del coefi-
ciente de modulación m0 entre 0 y 1. En todos los casos se consideró un campo
eléctrico aplicado de 5kV/cm.
A continuación, se resolvieron las ecuaciones de acoplamiento que describen la
interacción entre los haces de grabado, considerando considerando ahora uno de el-
los como el haz de lectura. A partir de las solución de las ecuaciones de acoplamien-
to se calcularón las intensidades, la modulación de la luz y la eficiencia de difracción
asociada a la rejilla de fase y también la eficiencia de difracción total cuando ambas
rejillas de absorción y de fase están presentes. Se encontró que la modulación de la
luz no es uniforme a lo largo del espesor de la muestra. Finalmente se encontró que la contribución de la rejilla de absorción al valor efectivo de la eficiencia de difrac-
ción, para el conjunto de valores de los parámetros físicos del LiN bO3 considerado
es muy pequeña. La rejilla de absorción disminuye aproximadamente en un 1 % el
valor total de la eficiencia de difracción en el grabado fotorrefractivo. In this research it was studied the photorefractive recording in two-wave mixing
for the reflection geometry considering simultaneosly both, the phase grating and
the absorption grating in a thick sample of approximately 1 cm of LiN bO3 doped with
iron. First, it was numerically solved with no approximations the non linear partial
differential equations of the material described by the band transport model. It was
obtained the space charge field, the density of ionized donors and the free charge
carrier density. Then it were obtained the amplitude of the fundamental component
of the space charge field Esc in Fourier expansion, and its phase ΦG regarding to the
non uniform illumination pattern generated by the interference of the two writing light
beams. Numerical simulations were performed for various values of the modulation
depth m0 between 0 and 1. In all cases it was considered an applied DC electric field
of 5 kV/cm. Next it were solved the coupling equations describing the interaction
between the writing light beams, considering now one of them as the reading light.
From the solution of the coupling light beams were calculated the intensities, the
modulation depth, and the diffraction efficiency of the phase grating and the total
diffraction efficiency including the phase grating and the absorption grating. It was
found that the modulation depth is not uniform across the thickness of the sample.
Finally, it was found that the contribution of the absorption grating to the effective
value of the diffraction efficiency is very small for the set of values of the LiN bO3
parameters considered. The absorption grating diminishes approximately 1 % the value of the total diffraction efficiency in the photorefractive recording.