Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блистанов А.А. -> "Кристаллы квантовой и нелинейной оптики" -> 97

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 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 164 >> Следующая

I - первый нагрев; 2 - охлаждение; 3 - повторный нагрев
Рис. 9.64. Температурная зависимость ОСП в кристаллах LiNbOj. Скорость нагрева 80 град/ч
повышается до максимума и вновь снижается практически до нуля. При скорости нагрева максимум зависимости Ев(Т) и, следовательно, максимум ОСП смещается в сторону высоких температур.
Представление о релаксации пирополя вследствие электропроводности позволяет объяснить зависимости Ев и ОСП от времени при изотермической выдержке кристалла. Изменение Ев во времени при постоянной температуре описывается выражением
/fflEjl
Рис. 9.65. Зависимость Еъ от времени при изотермической выдержке кристаллов 1ЛЧЬОз:
/ - 44 °С; 2 - 47 °С; 3 - 53 °С; 4 - 58 °С; 5 - 70 “С (?,• 10s, В • м-')
?„(0 = ?в(°)ехР
ееп
(9.46)
где Ев(0) - величина встроенного поля при t = 0.
Экспериментальная зависимость EB(t), полученная на LiNb03 с РДС в полулогарифмических координатах, хорошо укладывается на прямые (рис. 9.65), если измерения проводятся при температурах, меньших температуры максимума на зависимости ЕВ(Т). Результаты, о. 259
полученные при более высоких температурах, хорошо описываются двумя прямолинейными участками, что можно объяснить включением второго механизма электропроводности (переходом от полярон-ного механизма к примесному) и преимуществом «быстрого» механизма электропроводности на начальном этапе релаксации.
Существование в кристаллах встроенного поля, его проявление в виде ОСП свидетельствует об отклонении кристалла от равновесного состояния. Отклонение кристалла от равновесия и процессы, приближающие кристалл к равновесию, определяют нестабильность его свойств во времени. В данном случае отклонение кристалла от равновесного состояния определяется разделением зарядов, возможностью достаточно длительного существования объемного заряда, т.е. скоростью его релаксации. Аналогичные процессы определяют такое явление, как фоторефракция. И фоторефракция и ОСП существуют в тех областях температур, в которых возможно длительное существование носителей заряда в неравновесном состоянии. Возникновение таких состояний возможно в кристаллах с низкой электропроводностью, определяющейся поляронными механизмами, при которых носители заряда постоянно находятся в глубоких потенциальных ямах. Это создает возможность отклонения концентрации носителей от равновесной или «замораживания» концентрации носителей. На возможность замораживания носителей указывает факт совпадения энергии активации дрейфовой подвижности с энергией активации электропроводности в кристаллах LiNb03 (см. п. 9.9) при температурах, меньших температуры максимума на температурной зависимости ОСП. Возможность замораживания носителей можно проверить, используя уравнение для скорости изменения концентрации носителей заряда п в результате их захвата ловушками
где v = v0exp(-IVJkT);
v0 - частота колебаний электрона, находящегося в состоянии малого полярона;
WH - энергия активации подвижности поляронов;
Nd - концентрация ионизированных доноров; пр - равновесная концентрация малых поляронов.
Если полагать, что концентрация носителей заряда равна концентрации ионизированных доноров, то для охлаждения кристалла с постоянной скоростью а уравнение (9.47) принимает вид
(9.47)
= -а'1 у(7>(Г)ИГ)-„ (Г)].
а t
(9.48)
260
Уравнение (9.48) *
учитывает то, что для ом-см установления равновесной концентрации но- ю~а сителей заряда вследствие термоактивацион- Ю'л ного характера их движения, требуется время. 10 <!
Машинный расчет с ис-пользованием (9.48) по- tr зволяет получить зависимость п(Т). При рас- iff1*,
чете предполагалось, что: 2
а) время установления равновесной КОН- Рис‘ 966‘ ТемпеРа1УРная зависимость концентрации
_ носителей заряда (1) и электропроводности (2) LiNbOj
центрации близко К ну- (скоростъ ,JpeBa50 град/ч)
лю при тех температурах, при которых ОСП снижается до нуля (7’ > 150 °С). При этих температурах концентрация носителей считается равновесной, а концентрация ионизированных доноров Nd равна концентрации носителей (Nd = п);
б) частота колебаний v0 = с IX, где с - скорость света иХ - длина волны оптического поглощения, связываемого с малыми поляронами (X = 0,76 мкм).
Результаты расчета зависимости п(Т) и а(Т) представлены на рис. 9.66. При охлаждении с реальными скоростями (50 град/ч) в ниобате лития возможно замораживание концентрации носителей заряда, превышающей равновесную и практически не зависящей от температуры. При этом энергия активации электропроводности меняется и при низких температурах определяется только энергией активации дрейфовой подвижности. Длительное существование неравновесной концентрации носителей заряда определяет возможность длительного разделения зарядов, существования встроенного электрического поля и вызванных этим полем эффектов, в частности длительного существования ОСП.
В кристаллах, содержащих примеси, на зависимости ОСП от температуры при нагреве кристалла наблюдались два максимума [171], что, по-видимому, можно объяснить существованием по крайней мере двух типов глубоких уровней, являющихся источниками носителей заряда при нагреве кристалла.
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed