Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
1.9. Как показано в [10.120], в большей части исследованных образцов ВаТЮ3 определяющим является дырочный тип фотопроводимости, хотя встречаются кристаллы, где доминирующими фото-
279
индуцированными носителями являются электроны. Вместе с этим отжиг кристаллов в атмосфере с пониженным содержанием кислорода приводит также к переходу с дырочного типа фотопроводимости к электронному [10.115, 10.118]. Наиболее проработанной в настоящее время является микроскопическая модель специально недопи-рованного фоторефрактивного ВаТЮ3, в котором роль акцепторов и доноров играют примесные центры, связанные с неконтролируемыми включениями атомов железа [10.114, 10.118]. При этом, как и в LiNb03, роль доноров для фотоэлектронов (и соответственно ловушек для дырок) играют Ре+2-центры, а акцепторов (соответственно доноров для фотоиндуцированных дырок) — Ре+3-центры. Средняя концентрация Ре^-центров в специально недопированных образцах, измеренная методом ЭПР, составляла (2+8) 1018 см-3. При этом в специально не обработанных образцах (восстановленных или окисленных) NFe+2 да (2+9) 1016 см-3. Подробный анализ структуры точечных дефектов в ВаТЮ3 представлен в [10.121].
1.11. Впервые фоторефрактивный эффект в ВаТЮ3 наблюдался как „optical damage" в [10.22].
2. Гологр|афические характеристики
2.1. Впервые голографическая запись в ВаТЮ3 была осуществлена в [10.122]. Однако по-настоящему широкое использование данного кристалла, как одного из наибо/.ее перспективных ФРК для динамической голографии, началось с работ [10.117. 10.123].
2.2. В первых экспериментах [10.117, 10.122, 10.124] использовалась симметричная геометрия (рис. 5.7). Более эффективной для ВаТЮ3 является несимметричная схема [10.123], позволяющая использовать рекордно высокий недиагональный коэффициент гъх (рис. 5.9, а). Для достижения оптимального угла между К и с, равного 45°, в этой схеме, как правило, используется иммерсирова-ние образца [10.123, 10.125, 10.126]. В работах [10.116, 10.127] наблюдалась эффективная анизотропная (межмодовая) дифракция, сопровождающаяся изменением типа поляризации света.
2.3. В подавляющем большинстве экспериментов с ВаТЮ3 голо-графическая запись осуществляется в отсутствие внешнего поля за счет диффузионного механизма, для которого наблюдается характерная зависимость т]'1 ос К2 [10.117, 10.112]. Во внешнем поле Е0 >¦
> Ed доминирующим является дрейфовый механизм записи [10.117].
2.4. Область чувствительности ВаТЮ3 перекрывает практически всю видимую область спектра при типичном значении S-1 ~
10~2 Дж-см-2 (Л да 3 мкм) и достаточно резко спадает при X ^
> 1 мкм [10.122]. В [10.126] наблюдались характерные времена формирования пассивного ОВФ-зеркала в BaTi03, равном примерна-5 с-Вт-см_2 при % = 514 нм, 815 нм и около 5-102 с-Вт-см'2 при X = 1090 нм.
2.5. Характерное время темновой релаксации голограмм при комнатной температуре xfc ~ 0.1+1 с заметно уменьшается с ростом пространственной частоты К и температуры образца [10.128]. Изве-
28 О
стен также эффект записи малоэффективных голограмм с временем темновой релаксации порядка нескольких суток [10.122].
2.6. Некогерентное оптическое стирание голограмм исследовалось в [10.124, 10.128]. В [ 10.124] обнаружен эффект электрического фиксирования голограмм в ВаТЮ3.
2.8. Двухволновое взаимодействие в ВаТЮ3 исследовалось в [10.117-, 10.120, 10.125, 10.129—10.131 ]. Экспериментально в [10.125] при диффузионной записи в несимметричной схеме (рис. 5.9, а) наблюдалось 4000-кратное усиление слабого сигнального пучка, чему отвечает значение Г да 30 см-1. Эффекты истощения пучка накачки при усилении сильного сигнального пучка исследовались в [10.132]. Генерация в кольцевом резонаторе на основе двухволнового зваимодействия в ВаТЮ3 наблюдалась в [10.125, 10.133, 10.134], частотный сдвиг в генерируемой волне изучался в [10.135].
2.9. Фотоиндуцированные шумы в ВаТЮ3 исследовались в [10.136].
2.10. Четырехволновое взаимодействие в ВаТЮ3 в активной схеме ОВФ (с внешними пучками накачки) изучалось в [10.117, 10.123, 10.125, 10.130, 10.133]. В [10.137] было проведено экспериментальное сравнение эффективности 4-волнового взаимодействия в BaTi03 при одинаковой и ортогональной поляризации пучков накачки. Рекордные значения коэффициента отражения для слабого сигнального пучка (R ~ 10-М02) были получены в [10.123, 10.138]. Эффекты истощения пучков накачки при обращении сильного сигнального пучка в ВаТЮ3 исследовались в [10.132]. Генерация в резонаторе, образованном двумя активными ОВФ-зеркалами на ВаТЮ3, наблюдалась в [10.139].
2.11. Пассивные схемы ОВФ (без внешних пучков накачки) в
ВаТЮ3 экспериментально исследовались в целом ряде работ: линейная и полулинейная геометрии — [10.133, 10.140—10.142] (в том числе в работе [10.142] наблюдалось обращение многоцветного волнового фронта), схемы на внутреннем отражении — [10.143—10.145], кольцевые схемы пассивного ОВФ — [10.126, 10.146—10.150].
Геометрия двойного обращающего зеркала в ВаТЮ3 исследовалась в [10.151—10.153], более сложные схемы взаимодействия взаимно некогерентных пучков — в [10.154—10.157].
