Введение к работе
.:;:
''актуальность темы.
.c^V''"' Сегодня можно утверждать, что сформировано новое "'"направление в нелинейной оптике и спектроскопии, основанное на важнейших поляризационных явлениях, среди которых оптический эффект Керра (Букенгем, 1956; Мейер и Жир, 1964), самовращение эллипса поляризации (Мейкер, Терхыэн, Сэвадж, 1964), нелинейная оптическая активность (Ахманов, Жариков, (1967)), оптический аналог эффекта Фарадея (Аткинс, Баррон, 1968).
Явление нелинейной оптической активности (Н0А) оказалась широко распространенным и легко наблюдаемым во многих средах. Особенно многообразно проявление НОА в кристаллах, где исследовались различные физические механизмы НОА: тепловые, электронные, экситонные (Желудев, 1990). Среди важнейших механизмов НОА, которые не были исследованы экспериментально, можно указать механизм НОА, обусловленный пространственной дисперсией оптического отклика электронно-дырочной плазмы возбужденных полупроводников.
С появлением в оптике пикосекундных квазинепрерывных лазеров, генерирующих импульсы света с высокой частотой повторения открылись широкие возможности для высокочувствительной поляризационной диагностики нелинейного отклика среды, основанные на сочетании высокой мощности лазерных импульсов для достижения измеримых величин нелинейных эффектов с точной техникой непрерывных измерений, базирующейся на синхронном приеме, что дает возможность поставить вопрос об экспериментальном исследовании нелинейной оптической активности "на отражение".
Все вышесказанное и определяет АКТУАЛЬНОСТЬ настоящего исследования.
ЦЕЛЬЮ настоящей работы является разработка новых средств и методов высокочувствительной импульсной лазерной поляриметрии с пикосекундным временным разрешением для задач нелинейной оптики и исследование нелинейной оптической активности при отражении от поверхности полупроводникового кристалла GaAs.
1. Мощный линейно-поляризованный световой луч поворачивает
плоскость поляризации другого эквивалентно поляризованного луча
при отражении от поверхности полупроводникового кристалла
симметрии цинковой обманки (показано на примере кристалла
арсенида галлия).
2. Разработанная техника высокочувствительной нелиней
ной поляриметрии, основанная на сочетании квазинепрерывных ла
зерных источников и техники синхронного детектирования, позво
ляет исследовать нестационарные поляризационные явления на -
поверхности твердого тела с пикосекундным временным разрешением
..-6 и чувствительностью к повороту поляризации на уровне 10 рад.
3. Нелинейная оптическая активность при отражении
пикосекундных световых импульсов от поверхности арсенида галлия
в области глубокозонного поглощения обусловлена
пространственной дисперсией нелинейного отклика
светоиндуцированной электронно-дырочной плазмы.
4. Нелинейные кристаллы - генераторы второй оптической
гармоники и сумматоры частот могут быть использованы как
высококачественные анализаторы и поляризаторы света для
пикосекундных квазинепрерывных лазеров.
1. Разработанная техника и методы нелинейной импульсной
микрополяриметрии с угловым разрешением 10 рад и пикосекундным временным разрешением могут быть использованы для решения широкого круга задач нелинейной лазерной спектроскопии, диагностики и для постановки прецезионных оптических экспериментов.
-
Разработанный полностью твердотельный источник световых импульсов - RAC-n-UP лазер представляет собой надежный генератор широко перестраиваемых по частоте пикосекундных импульсов видимого диапазона и может быть использован для решения задач спектроскопии с высоким временным разрешением, диагностики и оптической связи.
-
Эффект двулучевой оптической активности "на отражение" может быть положен в основу нового метода нелинейной
спектроскопии и диагностики поверхности кристаллов, дающего уникальную информацию о деталях зонной структуры, нелокальных нелинейных восприимчивостях, путях и скоростях релаксации оптического возбуждения.
-
Нелинейно-оптические поляризаторы и анализаторы света на базе кристаллов группы KDP могут быть использованы для создания высокочувствительных поляриметров, в том числе и поляриметров с временным разрешением, для широкого круга лазеров видимого и ближнего ИК диапазона.
-
Разработанный автоматизированный коррелятор пикосекундных световых импульсов с пакетом математической обработки корреляционных функций, использующим методику восстановления формы импульса с применением интегральных преобразований Гильберта и Фурье, может найти широкое применение в физике и технике сверхбыстрых оптических процессов.
Основные результаты работы представлялись в качестве пленарных и приглашенных докладов на XIII Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Минск, 1988), Второй Европейской конференции по квантовой электронике (Дрезден, ГДР, 1989), а также докладывались на VI Всесоюзной конференции "Оптика лазеров" (Ленинград, 1990), II Всесоюзной конференции по обращению волнового фронта лазерного излучения в нелинейных средах (Минск, 1989), Всесоюзном совещании "Оптика анизотропных сред" (Звенигород, 1990). По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.
Диссертация состоит из четырех глав, заключения и списка литературы.
