Diffraction efficiency in quasi-degenerate coupling in photorefractive materials

Abstract

The aim of this work is to present theoretical analysis of the diffraction efficiency in sillenite BTO crystal, for mobile transmission gratings, where the effects of coupling beams are significant . In case of the degenerate coupling in photorefractive materials, the efficiency depends of the crystal thickness, coupling coefficient and the input intensity ratio. In the non-degenerate coupling case, the diffraction efficiency also depends on the response time of the photorefractive medium. This response time is the function of concentration ratio, i.e., of the relation between acceptor numbers and donor numbers. The diffraction efficiency is obtained by using coupled wave equations in onBragg regime using Method Runge-Kutta of order 4 in Matlab. The analysis considers the nonuniformity of the gratings inside the crystal, the concentration ratio of the material and detuning frequency.

En este trabajo se presenta un análisis teórico de la eficiencia de difracción en cristales silenitas tipo BTO, para redes móviles de transmisión, teniendo en cuenta los efectos de acoplamiento. En el caso del acoplamiento degenerado en los materiales fotorrefractivos, la eficiencia de difracción depende del espesor del cristal, el coeficiente de acoplamiento y la razón de intensidad de los haces de registro. Por otra parte, en el caso cuasi-degenerado la eficiencia además de depender de los parámetros ya mencionados también depende del tiempo de respuesta del medio fotorrefractivos. Este tiempo de respuesta es función de la razón de concentración del material, es decir de la relación entre el número de aceptores y donores. La eficiencia de difracción surge de la solución de las ecuaciones acopladas en el régimen on-Bragg empleando el método de Runge-Kutta, implementado en Matlab. En el análisis se considera la no uniformidad de las redes dentro del cristal, la razón de concentración del material y la diferencia de frecuencia de registro.