Введение к работе
Актуальность темы
Интенсивное развитие лазерной техники позволило реализовать многочисленные эксперименты в области нелинейной оптики. Практически любой эффект нелинейной оптики можно применить в информационных технологиях.для записи, хранения, обработки и передачи информации.
Значительное внимание уделяется исследованию сегнетоэлектриче-ских, фоторефрактивных сред и особенностям взаимодействия электромагнитного излучения с этими средами при различных внешних условиях. Фоторефрактивные среды являются наиболее перспективными для создания на их основе новых элементов информационной техники [1*6].
Одним из наиболее эффективных фоторефрактивных кристаллов является кристалл ниобата лития. Этот кристалл обладает высокими нелинейными, электрооптическими, пьезоэлектрическими, пироэлектрическими, фотовольтаическими свойствами, что обуславливает возможность его широкого применения в устройствах топографической записи информации, а также модуляции, дефлекции и преобразования частоты оптического излучения. Однако, хотя фоторефрактивный эффект, с одной стороны, позволяет осуществлять высокоэффективную топографическую запись информации, то с другой стороны, он же приводит к фазовым искажениям и ухудшению пространственной структуры лазерных пучков. Сильная деструкция световых пучков при прохождении оптического излучения через фоторефрактивные среды связана со значительным фоторефрактивным рассеянием света (ФРРС). В различных ситуациях ФРРС может по-разному влиять на пространственную структуру записываемой информации. В основном исследования фоторефрактивных кристаллов проводились с целью изучения их как голографической среды, и их голографических характеристик. В то же время исследованию различных "мешающих" оптических эффектов в кристаллах ниобата лития (ФРРС), легированных различными примесями, посвящено гораздо меньшее количество работ. В связи с этим актуален поиск и исследование новых разновидностей ФРРС в легированных кристаллах ниобата лития.
Цель и.задачи работы
Целью настоящей работы является исследование закономерностей и особенностей протекания фотовольтаического и фоторефрактивного
эффектов в кристаллах ниобата литая. При этом в диссертационной ра
боте решались следующие задачи:...-,:- я д,- ">ах ня.
- исследование протекания фотовольтаического эффекта в зависи
мости от поляризации и когерентности падающего излучения относи
тельно полярной оси кристалла, и его предыстории;
...,.- исследование индикатрисы рассеяния при рднопучковой и двух-пучковой нЫаыке;
возможность управления индикатрисой рассеяния при помощи внутренних и внешних электрических полей;
выявление новых оптических методов наблюдения оптически наведенных неоднородностей показателя преломления в образце.
Научная новизна работы ,, . ^ ^ -;
-
Обнаружены аномалии в протекании фотовольтаического эффекта в кристаллах ниобата лития с когерентным и некогерентным излучением. "':.
-
Обнаружено, что характер скачков и.вид кривой зависимости фотовольтаического напряжения зависят от направления вектора электрической напряженности1 лазерного излучения относительно полярной оси кристалла и предыстории образца. -;:;:.
-
Показано, что после кратковременного закорачивания кристалла появляется фотовольтаическое напряжение, обусловленное предварительно наведенным внутренним электрическим полем. . . *"
-
Предложена методика исследования фоторефрактивных кристал^ лов, заключающаяся в наблюдении коноскопических; картин в широко-апертурных слаборасходящихся пучках излучения.гс помощью которых производится определение оптических характеристик кристаллов.
-
При облучении кристаллов LiNb03:Rh происходит периодическая перекачка части энергии излучения из рассеянного в центральное пятно и обратно.
-
При наличии градиента температуры в кристалле обнаружены акустические сигналы "щелчки", обусловленные электрическим пробоем по поверхности образца.
Практическая ценность работы
Все полученные в диссертационной работе результаты и используем мые методы служат основой для создания новых нелинейно-оптических элементов и на их основе приборов нового типа, применяемых в открытых и волоконных оптических линиях связи, для создания новых запоминающих и других устройств.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:'
1) на международном симпозиуме (Первые Самсоновские чтения)
"Принципы и процессы создания неорганических материалов", Хаба;
ровск, 1998г.; ...
-
на краевой научной конференции "Физика: фундаментальные, исследования, образование", ХГТУ, Хабаровск, 1998г.;
-
на 45 научной конференции, ХГПУ, Хабаровск, 1999г.;
-
на первой международной научной конференции творческой молодежи "Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в 21 веке", ДВГУПС, Хабаровск, 1999г.;
5)"на международной конференции молодых ученых и qпeциaлиcтoв "Оптика-99", С.-Петербург, 1999г.;
-
на III региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов "ПДиММ-99", ИАПУ ДВО РАН , Владивосток, 1999г.;
-
на ХХХХИ всероссийской межвузовской .научно-технической конференции "Фундаментальные и прикладные вопросы физики и математики", Владивосток, 1999г.;
-
на научно-технической конференции "Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока", ДВГУПС, Хабаровск, 1999г.; , ,;
-
на XXXyiti;'' международной научной студенческой конференции "Студент и HaJ/чнб-технический прогресс", Новосибирск, 2000г.
Публикации и вклад автора
По результатам работы, лично автором и в соавторстве опубликовано 16 работ, список которых'приведен в конце автореферата. Автор принимал непосредственное'участие в подготовке образцов и экспериментальной установки, постановке и проведении экспериментов, обработке и обсуждении результатов. Большая часть экспериментов проведена автором самостоятельно.
Структура и объем работы
Текст диссертации изложен на 110 страницах, состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения и списка литературы, содержащего 127 наименований. Содержит 25 рисунков.
-
Характер скачков и кинетика роста фотовольтаического напряжения зависят не только от мощности лазерного излучения и типа примесей, а также от направления вектора электрической напряженности лазерного излучения относительно полярной оси кристалла и предыстории образца.
-
В оптических кристаллах в направлении, перпендикулярном полярной оси, помимо известных коноскопических фигур 6'виде двух семейств гипербол, существуют нестандартные, в виде окружностей, эллипсов и параллельных полос, наблюдаемые в широкоапертурных сла-борасходящихся пучках.
-
В кристаллах ниобата лития, легированных родием, при облучении когерентным излучением происходит периодическая перекачка части энергии излучения из рассеянного в центральное пятно и обратно, обусловленная видом примеси.
