Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка):
Скорость распространения акустических волн V для различных кристаллов может отличаться в несколько раз (см. табл. 16.3 и 16.4),
332
Таблица 16.1. Константы фотоупругости некоторых материалов [3]
Материал А,, мкм Ри Р\2 Ри РЪ1 Ра Ра />4| Л 4 Ри
Плавленый 0,63 0,121 0,270 -0,075
кварц
GaP 0,63 0,151 -0,082 -0,074
GaAs 1,15 -0,165 -0,140 -0,072
Т1О2 0,63 0,011 0,172 0,0965 0,168 0,058
LiNbOj 0,63 0,036 0,072 0,178 0,092 0,088 0,155
СаМоО< 0,63 0,17 -0,15 0,06 0,10 -0,08 0,08
LiT аОзо.бз 0,63 0,0804 0,022 0,086 0,086 0,094 0,150 0,024 0,031
а-АЮз 0,63 0,20 0,08 0,085 0 0 0,252
ИАГ 0,63 -0,029 0,0091 -0,0615
ЖИГ 1,15 0,025 0,073 0,041
ADP 0,63 0,302 0,264 0,195 0,236 0,263 0,075
KDP 0,63 0,251 0,249 0,225 0,246 0,221 0,058
AsSi стекло 0,63 0,277 0,272
SF-4 0,63 0,232 0,256
Те 10,6 0,155 0,130
P-ZnS 0,63 0,091 -0,01 0,075
CdS 0,63 0,142 0,066 0,054 0,041
Н2О 0,31
поэтому влияние V на различие М2 для различных кристаллов во многих случаях является определяющим. Низкая скорость звука особенно выгодна для устройств отклонения светового луча, так как позволяет получать большие углы отклонения и обеспечивает высокую разрешающую способность. Однако низкие скорости звука препятствуют получению больших скоростей отклонения, что ограничивает частоты, на которых может работать АО дефлектор. Кроме того, существует корреляция между скоростью звука и его затуханием: в материалах с низкими скоростями звука обычно велико затухание, что потребует увеличения акустической мощности и, следовательно, компенсирует преимущества, получаемые от увеличения М2.
Параметры, определяющие Mi, часто коррелируют друг с другом. Например, показатель преломления имеет тенденцию к росту с ростом плотности кристалла (рис. 16.1). Следовательно, рост М2 с ростом п в определенной степени компенсируется ростом р. Если обозначить тенденцию возрастания п с ростом р прямой, то наклон этой прямой таков, что отношение п6/р возрастает в направлении роста п и р. Исходя из этого можно было бы ожидать, что в правом верхнем углу находятся материалы с высоким Мг. Однако для германата и силиката висмута, например, Мг < 10, тогда как для Те02, находящегося ближе к середине поля (п - р), величина М2 достигает 33. Сопоставляя данные, приведенные в табл. 16.3, с отношением п/р, постоянство которого вдоль прямой на рис. 16.2 должно было бы обеспечить рост п61 р, видим, что прямая корреляция между ростом п6/р и М2 от-
333
сутствует. При слабом влиянии р на М это означает, что изменение скорости звука от кристалла к кристаллу сильнее влияет на Мг, чем и6/р. Какой-либо корреляции между величинами скорости звука и показателем преломления нет, поэтому среды с высоким Мг следует искать среди кристаллов, находящихся выше прямой на рис. 16.1 и обладающих наименьшими скоростями звука. В числе кристаллов, находящихся на или выше прямой на рис. 16.1, можно видеть такие кристаллы, как ТеОг, РЬМо04, В1(Мо04)з, обладающие высокими значениями Мг.
Полезно иметь рекомендации по выбору АО кристалла, основывающиеся на корреляции между параметрами, входящими в М, и такими фундаментальными свойствами веществ, как молекулярная масса, химическая формула, температура плавления и др. В этом случае можно было бы искать перспективные для АО применений кристаллы, основываясь на свойствах, обычно хорошо известных даже в мало исследованных кристаллах.
Рис. 16.1. Корреляция между величинами показателя преломления п и плотностью р кристаллов [1J
Наиболее надежные рекомендации такого рода предложены Пинноу [4] и рассмотрены в обзоре [1]. Согласно этим рекомендациям величину показателя преломления можно оценить с помощью уравнения Гладстона - Дэйла
(п - 1)/р = ВД, (16.1)
где q, - весовые доли компонентов кристалла;
R, - парциальные доли компонентов в преломлении.
Величины R/ установлены для большого числа оксидов и галоидов, входящих в состав кристаллов [3]. Значения R, для оксидов представлены в табл. 16.2.
Для оценки скорости звука можно использовать эмпирическую связь скорости звука с температурой плавления и средней молекулярной массой соединения [4]
Таблица 16.2. Парциальные доли Ri оксидов в преломлении соединений, содержащих оксиды [16]
Оксид Молекулярная масса Ri Оксид Молекулярная масса Ri
LizO 30 0,31 YzOj 226 0,114
(NH4)20 52 0,503 Sb20j 228,4 0,232
NazO 62 0,181 LeuOi 326 0,149
КзО 94 0,189 C02O3 328,5 0,160
СигО 143 0,250 BizOj 464 0,163
RbzO 187 0,129 CO2 44 0,217
Ag20 232 0,154 SiO: 60 0,207
СагО 282 0,124 TiO: 80 0,397
HgzO 416 0,189 SeOj 111 0,147
Т Ю 424 0,120 Z1O2 122 0,201
ВеО 25 0,238 S11O2 151 0,145
MgO 40 0,200 SbO: 152 0,198
СаО 56 0,225 Te02 159 0,200
МпО 71 0,224 ThOj 264 0,120
FeO 72 0,187 NzO, 108 0,240
NiO 75 0,184 PzO, 142 0,190
СоО 75 0,184 CI2O 151 0,218
СиО 79 0,253 V2O5 182 0,430
ZnO 81 0,183 AS2O5 230 0,169
SrO 103 0,143 B2O5 240 0,183
CdO 128 0,134 Nb20s 268 0,295
BaO 153 0,127 SbzOj 320 0,222
HgO 216 0,180 I2O5 334 0,177
