ВЕКТОРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН ПРИ ФОТОИНДУЦИРОВАННОМ РАССЕЯНИИ СВЕТА В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ (09.03.2010)

Автор: Максименко Виталий Александрович

МАКСИМЕНКО ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРович

ВЕКТОРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН

ПРИ ФОТОИНДУЦИРОВАННОМ РАССЕЯНИИ СВЕТА

В КРИСТАЛЛАХ ниобата лития

01.04.05 – Оптика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Хабаровск

Работа выполнена в ГОУ ВПО Дальневосточном государственном университете путей сообщения

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук,

профессор

Строганов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук,

профессор

Маныкин Эдуард Анатольевич

доктор физико-математических наук,

профессор

Витрик Олег Борисович

доктор физико-математических наук,

профессор

Ванина Елена Александровна

Ведущая организация: Санкт-Петербургский

государственный университет

Защита состоится 9 июня 2010 года в 14 00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 218.003.01 при ГОУ ВПО Дальневосточном государственном университете путей сообщения по адресу: 680021, Хабаровск, ул. Серышева, 47, ауд. 204.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дальневосточного государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 7 мая 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 218.003.01 Т.Н. Шабалина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время интенсивное развитие лазерной техники, волоконной и интегральной оптики открывает широкие возможности для применения сегнетоэлектрических сред в качестве элементной базы оптических систем обработки, передачи и хранения информации. К наиболее перспективным направлениям в данной сфере относятся разработка оптических транзисторов, волоконно-оптических датчиков, устройств хранения информации голографического типа.

Одним из самых востребованных материалов такого рода является фоторефрактивный кристалл ниобата лития LiNbO3, обладающий уникальным набором электрооптических, фотоэлектрических, нелинейнооптических свойств [1]. Ценным качеством этого кристалла является и то, что его характеристики можно изменять в широком диапазоне путем варьирования состава за счет легирования или изменения стехиометрии. Отметим, что ниобат лития является рабочей средой для когерентно-оптических систем обработки информации (фурье-процессоры, устройства пространственной фильтрации изображений, корреляторы), в электрооптических модуляторах и преобразователях частоты оптического излучения, в тепловизионных приборах [2-4]. За счет фоторефрактивного эффекта (ФРЭ) в LiNbO3 осуществляется запись поляризационно-фазовых голограмм, что позволяет использовать данный кристалл в устройствах голографической записи информации [3].

ФРЭ заключается в локальном изменении показателя преломления при прохождении через кристалл лазерного луча. Одним из следствий ФРЭ является рассеяние оптического излучения на фотоиндуцированных мелкомасштабных неоднородностях показателя преломления, называемое фотоиндуцированным рассеянием света (ФИРС) [5]. ФИРС как один из примеров значительной деструкции лазерных пучков представляет собой серьезный недостаток и является ограничивающим фактором для применения фоторефрактивных кристаллов.

Надо сказать, что практически все экспериментально осуществимые разновидности фотоиндуцированного рассеяния могут быть включены в теорию векторного взаимодействия световых волн в оптически нелинейной среде. Такой подход к процессам фотоиндуцированного рассеяния позволяет эффективно выявлять различные закономерности самовоздействия когерентных световых пучков в фоторефрактивных средах. Особенно наглядные результаты в данном направлении получены для селективного по углу ФИРС, которое осуществляется при выполнении условий фазового синхронизма векторного типа для волн накачки и рассеяния [5].

Изучение особенностей ФИРС в фоторефрактивных кристаллах актуально по следующим причинам. Исследование факторов, влияющих на кинетику и структуру рассеяния, способствует выяснению причин возникновения ФИРС, что позволяет выявить условия для его подавления. С другой стороны особенности ФИРС связаны с оптическими, электрооптическими и фотоэлектрическими характеристиками кристаллов. Таким образом, изучение ФИРС позволяет получать новые знания о процессах, протекающих в фоторефрактивных кристаллах под действием оптического излучения. Отметим, что и сами фоторефрактивные свойства ниобата лития, и особенности процесса ФИРС в данных кристаллах в значительной степени определяются родом и концентрацией примесей. Соответственно, изучение ФИРС способствует получению дополнительной информации о влиянии примесей на свойства кристаллов.

Наряду с активным исследованием голографических свойств фоторефрактивных кристаллов в последние годы растет интерес к формированию пространственно-периодических доменных структур в сегнетоэлектриках [6]. Это направление имеет весьма большое прикладное значение, поскольку указанные структуры могут служить эффективными преобразователями частоты оптического излучения. С данным направлением смыкаются работы по пространственной модуляции квадратичной нелинейности и фотоиндуцированной генерации второй оптической гармоники (ФГВГ) в силикатных стеклах [7]. Выполнение условий фазового синхронизма в данном случае имеет ряд малоизученных особенностей. Надо отметить также, что фотоиндуцированная модуляция квадратичной нелинейности возможна и в сегнетоэлектрических материалах (например, за счет ФРЭ). Возможности эти изучены мало, поэтому исследование ФГВГ в различных светочувствительных средах является актуальным.

Цель работы – исследование закономерностей векторного взаимодействия световых волн при фотоиндуцированном рассеянии света в кристаллах ниобата лития. Разработка методик определения фотоэлектрических характеристик кристаллов посредством анализа закономерностей фотоиндуцированного рассеяния света. Изучение условий фазового синхронизма при генерации второй оптической гармоники в среде с пространственно-модулированной квадратичной нелинейностью.


загрузка...