Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
2.4. Благодаря большим длинам переноса фотоиндуцированных носителей (цт да 1.5-10~4 см2-В-1 в GaAs : Сг и InP : Fe [10.294]) и достаточно большой величине га3г41/е (табл. 10.7) в полупроводниковых кристаллах следует ожидать рекордно высоких скоростей голографической записи и чувствительности. Так, в InP : Fe [10.294] характерное время записи составило tsc ~ 10-4 с при /„ да да 50 мВт-см-2 (к = 1.06 мкм, Л да 5 мкм, Е0 да 2.7 кВ-см-1,. r]st да 0.1 %), чему отвечает голографическая чувствительность S-1 ~
292
\
— 10-5 Дж/см'2. Для GaAs в [10.302] было экспериментально полу- 4 чено характерное время записи tsc~2 10-5 с при /0 да 4 Вт-см-2 (X, = 1.06 мкм, Л да 1 мкм, ?0 = 0, r]st да 1%), что также позволяет оценить голографическую чувствительность этого ФРК величиной
5-1 да 10"4 Дж-см-2, близкой к теоретическому пределу.
2.5. Весьма короткое время темновой релаксации голограмм в полупроводниках ФРК (тм ~Ю-4 с в GaAs : Сг и InP :Fe [10.294]) определяется их значительной темновой проводимостью. Укажем, что именно такое характерное время темновой релаксации решеток пространственного заряда в GaAs : Сг отмечено в экспериментах по наблюдению эффекта нестационарной фотоЭДС, возникающей при освещении образца колеблющейся интерференционной картиной [10.313 ]. В кристаллах GaAs с меньшей темновой проводимостью могут наблюдаться и гораздо большие времена темновой релаксации (>8 с) [10.305].
2.8. Эффективность двухволнового взаимодействия в GaAs была исследована практически для всех механизмов голографической записи, обеспечивающих формирование смещенных фазовых решеток. При этом получены следующие максимальные значения коэффициента усиления: Г да 0.34-0.4 см-1 для диффузионной записи при X = 1.06 мкм, Л да 0.6ч-1.2 мм [10.302], Г да 2.6 см-1 для дрейфовой записи в постоянном поле в условиях насыщения примесных центров при X — 1.06 мм, Л да 64-8 мкм, Е0яз 15 кВ-см-1 [10.306], Г да 2.4 см-1 для нестационарного механизма записи в знакопеременном поле при X = 1.06 мкм, Л да 16 мкм, Lx = 4 мм, ?/„ да да 3.2 кВ, / = 20 кГц [10.312], Г да 64-7 м-1 для случая записи резонансно-движущейся картины в постоянном поле при X = = 1.06 мкм, Л да 20 мкм, Е0 да 8.5 кВ-см-1 [10.309].
Для InP : Fe при записи неподвижной картины с периодом Л да да 5-г 10 мкм во внешнем постоянном поле Е0 да 8 кВ -см-1 был получен коэффициент усиления Г да 4ч-4.4 см-1 [10.307].
2.10. В стандартной схеме 4-волнового взаимодействия световых пучков с одинаковыми поляризациями для слабых сигнальных пучков в GaAs коэффициенты отражения R да 14% при записи в знакопеременном поле [10.312], R да 1 при записи в постоянном поле движущейся картины [10.310]. Четырехволновое взаимодействие с усилением обращенной световой волны (R да 5) наблюдалось в GaAs в схеме с ортогонально-поляризованными пучками накачки [10.310]. В стандартной схеме 4-волнового взаимодействия на дрейфовой решетке в InP : Fe в соответствии с [10.296] коэффициент отражения R да 1 %.
2.12. Двух- и четырехволновое взаимодействия пикосекундных (длительностью да43 пс) световых импульсов на фоторефрактивных решетках в GaAs исследовались авторами работ [10.314, 10.315]. В [10.316] наблюдалось 2-волновое взаимодействие в течение около 35 пс импульсов в GaAs. Двухволновое взаимодействие наносе-кундных импульсов в InP (а также в GaAs) исследовалось в [10.317].
293
lOtll. Прочие фотореф;активные кристаллы и среды
К настоящему времени голографическая запись на основе эффекта фоторефракции исследовалась также в кубических кристаллах KTN [10.318—10.321] и в изотропной ДТСЛ-керамике [10.322— 10.329]. Однако голографическая запись в указанных средах оказывается весьма специфической, а возможности их практических применений ¦— проблематичными. Поэтому заинтересованных читателей мы отсылаем к первоисточникам. В последнее время также начаты исследования фоторефрактивного кристалла BSKNN [10.161].
^Литература к главе 10
10.1. В а 1 I m а п A. A. Growth of piezoelectric and ferroelectric materials by the Czochralski technique//J. Amer. Ceram. Soc. 1965. Vol. 48, N 2. P. 112— 113.
10.2. Lerner P., Legras C., Dumas J. P. Stoechiometric des monocri-staum de metaniobate de lithium//J. Cryst. Growth. 1968. Vol. 3, N 4. P. 231— 235.
10.3. Кузьмино» Ю. С. Ниобат и танталат лития: Материалы для нелинейной оптики. М.: Наука, 1975. 224 с.
10.4. Abrahams S. С., Reddy J. М., Bernstein J. L. Ferroelectric lithium niobate. 3. Single crystal X-ray diffraction study at 24°C//J. Phys. Chem. Solids. 1966. Vol. 27, N 6/7. P. 997—1012.
10.5. Warner A. W., Опое М., Coquin G. A. Determination of elastic and piezoelectric constants for crystal in class (3m)//J. Acoust. Soc. of Amer. 1967. Vol. 42, N 6. P. 1223—1231.
10.6. Redfield D., Burke W. J. Optical absorption edge of LiNb03//J. Appl. Phys. 1974. Vol. 45, N 10. P. 4566—4571.
10.7. Clark M. G., DiSalvo F. J., Glass A. М., Peterson G. E. Electronic structure and optical index damage in iron-doped lithium niobate// J. Chem. Phys. 1973. Vol. 59, N 12. P. 6209—6212.
10.8. Shah R. R., К i m D. М., R a b s о n Т. A., T i t t e 1 F. K- Characterization of iron-doped lithium niobate for holographic storage applications// J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47, N 12. P. 5421—5431.
