Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блистанов А.А. -> "Кристаллы квантовой и нелинейной оптики" -> 150

Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.

Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики — М.: МИСИС, 2000. — 432 c.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка): kristllikvantovoynelineynoyfiziki2000.djvu
Предыдущая << 1 .. 144 145 146 147 148 149 < 150 > 151 152 153 154 155 156 .. 164 >> Следующая

Na = Exl2Ea, (18.15)
где Е\ - энергия, передаваемая атомной подсистеме при торможении одного иона;
Еп - энергия, требующаяся для образования пары дефектов (для LiNb03 Еа =30 эВ [114]).
Для LiNb03 эта модель дает 17 смещений на 1 кэВ. Форма профиля показателя преломления и, определяющего барьер в подложке Y-
405
Рис. 18.19. Схема волновода, полученного в результате образования заглубленного слоя с низким показателем преломления ni: обеспечивающим отсечку в приповерхностном слое, коэффициент преломления которого равен коэффициенту преломления матрицы п2
-йПд/Пд, %
0.S
1,5
a'/in*
Рис. 18.20. Профиль изменения показателя преломления -Ап0 в зависимости от расстояния d до поверхности кристалла LiNbCb. Имплантация ионов Не+ с энергией 1,5 МэВ и дозой 2 1016 иоиов/см2 [111]
Рис. 18.21. Профиль изменения показателя преломления -Ди, в зависимости от расстояния d до поверхности кристалла LiNbCb. Имплантация ионов Не+ с энергией 1,1 МэВ и дозой 4 • 1016 ноиов/см2. Длина волны измерения к = 0,488 мкм [111]
среза для ТЕ-мод обыкновенной и необыкновенной поляризаций (рис.
18.20 и 18.21), представляет собой суперпозицию экспоненциального спада п(х) от поверхности в глубь подложки и гауссовой кривой в области оптического барьера и на его склоне, противоположном поверхности. Величина (-Ал) зависит от температуры имплантации и при 77 К она на 20 % больше, чем при 300 К. Очевидно, что это связано с замедлением процессов релаксации при низких температурах. На рис.
18.20 и 18.21 заметно различие профилей л0 и л,. Ширина барьера пе и величина (-Ал,) меньше, чем л0 и
(-Ало). Кроме того, в области распространения света (область между барьером и поверхностью) наблюдается повышение пе. Эти различия могут быть связаны с большим влиянием ионизации и электрических полей на пе, чем на л0. Кроме того, различие профилей л, и л0 может быть связано с тем, что потеря лития в результате обратной диффузии повышает пе и не влияет на л0 [115].
Зависимость (-Ал) от дозы имплантируемых ионов (рис. 18.22) имеет вид кривой с насыщением, которое достигается тем быстрее, чем меньше энергия имплантируемых ионов. Это связано не с меха-
406
1 г з и йш, ю"ион/смг
Рис. 18.22. Зависимость максимального изменения показателя преломления от дозы иоиов Не+, имплантированных в кристалл LiNbCb, для различных энергий ионов Не+:
/ -0,75 МэВ; 2- 1,1 МэВ; 3 - 1,75 МэВ; 4 -2,2 МэВ [111]
низмом образования дефектов, а с ростом глубины слоя при увеличении энергии ионов и усилением размывающей слой диффузии, которая инициируется электрическими и упругими полями [111].
Для повышения стабильности свойств волноводов, полученных ионной имплантацией, и снижения потерь, связанных с появлением центров окраски и рассеяния света, необходим отжиг. В процессе отжига рефракция меняется приблизительно одинаково и в области оптического барьера, и в световодной области. При нагреве волноводных структур до 150 °С влияние отжига мало. Основные изменения (-Апо/по) происходят при температурах 200...300 °С. При более высоких температурах рефракция мало меняется. Поэтому для стабилизации волноводных структур, полученных ионной имплантацией, предлагается проводить отжиг в течение 30 мин при 200 °С. При этом высота начального барьера Дл(тах) снижается почти вдвое, но остается достаточно большой, чтобы обеспечивать отсечку для нескольких мод [111].
Имплантация более тяжелых ионов (Хе+, Ar+, N+ и др.) тоже представляет большой интерес и позволяет получать трехмерные волноводы с резко ограниченными оптическими барьерами [116]. Однако тяжелые ионы создают более сложные структурные нарушения, а при значительных дозах облучения может происходить амор-физация поверхностных слоев, приводящая к фактическому возрастанию разупорядочения в световодной области (рис. 18.23). Аморфи-зация сопровождается выделением Ы2О [113], в результате возрастают оптические потери и при развитии аморфизации могут пропадать волноводные свойства.
В других кислородно-октаэдрических кристаллах (например, в KNb03 [117,118]) при ионной имплантации наблюдаются эффекты, сходные с ЫЫЬОз. Так, для кристаллов стронций-бариевого ниобата при имплантации Не+ (доза 3-1016 см2) в пластину 7-среза профили показателей преломления менялись так же, как и у ЫЫЬОз [119] и величина максимального уменьшения показателя преломления в барьерном слое составляла для -Ап0 =5,5 % и для -Ли, = 3,5 %. Похожие свойства проявляют и другие кристаллы со структурой вольфрамовых бронз. Стабилизация свойств волноводов и снижение потерь до нескольких децибел на 1 см достигалось отжигом при 250 °С; при этом сохранялось Ап до 80 %. Повышение температуры отжига до 500 °С снижало Ап до 50 %. Авторы [119] считают, что термическая стабильность волноводов на SBN выше, чем на ЫЫЬОз. Значительные величины Ал (до 16 %) были получены в кристаллах КТаОз, облученных Не+ [120]. Отмечено, что профили показателя преломления в этих кристаллах были близки к профилю, характеризующему теоретически рассчитанное атомное разупорядочение кристалла (рис. 18.23).
407
Предыдущая << 1 .. 144 145 146 147 148 149 < 150 > 151 152 153 154 155 156 .. 164 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed