Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
2.13. Запись голограмм в волноводных слоях на основе LiNb03 исследовалась в [10.90—10.94].
10.2. Танталат лития (LiTa03)
1. Физические свойства
1.1. Стандартный метод выращивания — метод Чохральского при температуре расплава Тт да 1650 °С [10.1, 10.3].
1.2. Плотность 7.454 г •см-3, твердость по Моосу да5 [10.3].
1.3. Изоморфен LiNb03, а = 5.143, с = 13.756 А [10.3].
1.4. Аналогичен LiNb03, Тс = 665 °С [10.95].
1.5. ej = 51, ej = 45, ef = 41, ef = 43 [10.3, 10.5].
1.6. Кристаллы прозрачные, спектры оптического поглощения измерены в [10.7, 10.14].
1.7. п0 = 2.175, пе = 2.180 при X = 633 нм [10.96], п0 = 2.2160, пе = 2.2205 при X = 0.5 мкм [10.97].
1.8. Матрица тензора ? —см. табл. 10.2, г33 = 30.3, г13 =
= 7; 10~10 см-В-1, X = 633 нм, зажатый образец [10.98].
277
1.9. Фотопроводимость LiTa03 исследовалась в [10.14].
1.10. Фотогальванический эффект в LiTa03 наблюдался в [10.19]. Фотовольтаическое поле EG да 35 кВ-см-1 [10.99] и путем отжига в атмосфере водорода может быть уменьшено до Еа ^ 0.5 кВ-см-1 [10.100]. По оценкам [10.101 ], Еа в LiTa03 может достигать весьма больших значений, порядка 300 кВ-см-1.
1.11. Фоторефрактивный эффект как «optical damage» впервые обнаружен в [10.22, 10.23].
2. Голографические характеристики
2.1. Впервые голографическая запись в LiTa03 осуществлена в [10.102].
2.2. Аналогичен LiNb03.
2.3. Основные механизмы голографической записи (диффузионный, дрейфовый, фотогальванический) аналогичны наблюдаемым в LiNb03 [10.99, 10.103, 10.104].
2.4. Аналогичен LiNb03. Чувствительность номинально чистых образцов LiTa03 в синей области спектра S-1 да 1—0.1 Дж-см-2
[10.102]. При допировании Fe, Си, Мп также обнаруживает заметное усиление фоторефрактивного эффекта в сине-зеленой области спектра [10.104, 10.105].
2.5. Характерное время стирания голограмм в номинально чистом LiTa03 при непрерывном считывании HeNe лазером > 107 с
[10.102].
2.7. Методика неразрушающего считывания голограммы, основанная на двухступенчатом процессе записи в LiTa03 : Fe, исследована в [10.106].
2.9. Поляризационно-зависимые фотоиндуцированные шумы в LiTa03 : Си исследовались в [10.107, 10.108].
2.10. Четырехволновое взаимодействие на смещенной фазовой решетке в восстановленных образцах LiTa03 изучалось в [10.79—
10.81]. При 4-волновом взаимодействии на несмещенной решетке, записываемой во внешнем постоянном поле Е0 — 10 кВ-см-1, наблюдалось ОВФ с примерно пятикратным усилением [10.109,10.110].,
10.3. Титанат бария (ВаТЮ3)
1. Физические свойства
1.1. Кристаллы устойчивой при комнатной температуре тетрагональной фазы достаточно высокого оптического качества объемом до 1 см3 выращиваются методом направленной кристаллизации [10.111] при температуре около 1400 °С из расплава ВаТЮ3 + ТЮг при стехиометрическом избытке ТЮ2 (да65%).
1.2. Плотность примено равна 6.020 г-см-3 [10.112].
1.3. Пространственная группа при комнатной температуре Р4/п/и; а = 3.992, с = 4.036 А [10.113]; точечная группа — 4тт.
278
Таблица 10.3
Точечная группа 4тт
0
О г1з
О г1з
О гзз
Г51 О
О О
О О
е: 0 еа
О О
1.4. При комнатной температуре (в тетрагональной фазе) сегнето-
электрик с осью спонтанной поляризации, направленной вдоль оси с. При охлаждении от точки плавления проходит через три точки фазового перехода [10.113]: при Т > 120 °С — кубическая модификация (тЗ/п), 120 °С > Г > 5 °С — тетрагональная (4/п/и),
+ 5 °С > Т > —90 °С — ромбическая (mm.2), Т < — 90 °С — ромбоэдрическая (3/п). В соответствии с [10.114] температура Кюри у образцов, выращенных методом направленной кристаллизации, Тс ~ да 130 ± 2 °С. Она может изменяться в широких пределах (120-г--7-130 °С) в результате окисления-восстановления [10.115]. Важнейшая для данного ФРК процедура монодоменизации подробно описана в [10.115]. В ее основе лежит медленное охлаждение образца от температуры выше Тс до комнатной во внешнем поле Е0 « 0.5-f--~2 кВ-см-1. Степень монодоменизации улучшается в результате многократного повторения этой процедуры с дополнительной шлифовкой образца (см., например, [10.116]).
1.5. В литературе существует заметный разброс данных по диэлектрическим константам ВаТЮ3. В качестве ориентировочных значений приведем ef = 106, ef = 4300, указанные в [10.117].
1.6. Кристаллы прозрачные, как правило, чуть желтоватые. Край собственного поглощения расположен около 410 нм (AU? » 3 эВ) [10.115]. Типичное значение коэффициента оптического поглощения в специально необработанных и недопированных кристаллах а « « 0.3 см'1 практически неизменно в довольно широкой спектральной области, 450-М000 нм, и может быть заметно увеличено после процедуры окисления или восстановления [10.115]. Однако по данным [10.118], коэффициенты оптического поглощения в различных образцах ВаТЮ3, полученных даже из одного источника, могут различаться практически на порядок.
1.7. Кристалл оптически одноосный, п0 ~ 2.488, пе = 2.424 при X = 515 нм [10.119].
1.8. Матрица тензора линейных электрооптических коэффициентов приведена в табл. 10.3. Относительно конкретных значений этих коэффициентов в литературе существует заметный разброс (см., например, [10.114]). В качестве ориентировочных значений приведем г13 = 8, г33 = 28, г51 = 820; 10-10 см-В-1 [10.13].
