Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Петров М.П. -> "Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике" -> 24

Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.

Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике — Спб.: Наука, 1992. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fotoregistraciioptiki1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 144 >> Следующая

Оценим абсолютную величину голографической чувствительности ФРК в рассматриваемом приближении больших длин переноса
54
фотоэлектронов (KLD, KL0 1). Следует отметить, что, поскольку скорость нарастания амплитуды решетки поля Esc в этом случае является максимальной, значение чувствительности, получен ное из
(4.15), будет максимально возможным для ФРК при заданной пространственной частоте К-
Как будет показано в разделе 5.4, дифракционная эффективность пропускающих объемных фазовых голограмм в ФРК в пренебрежении отражением и поглощением считывающего светового п учка может быть оценена из следующего простого выражения:
11 = sin2 ("Т- ~Т~ ?sc) ‘ ^4Л6*
Здесь г —¦ линейный электрооптический коэффициент, отвечающий геометрии эксперимента; п и d — средний показатель преломления и толщина крисгалла; А, — длина волны считывающего света.
Непосредственная подстановка (4.15) в (4.16) для случая малых величин 1] 1 дает следующее выражение, описывающее начальный
участок формирования голограммы в рассматриваемом приближении:
I /—ттг nd nb 1 ра/0
Vw = — — -^кт <4Л7)
Отсюда после подстановки т] (t) = 10~2 (1%) непосредственно следует выражение для голографической чувствительности ФРК
с ,, * ч-i 5 rnse\ 1Q.
S = (/0fm) = — v )
Здесь глубина модуляции т, квантовый выход фотопроводимости р и оптическая плотность образца на длине волны записывающего света ad для упрощения приняты равными единице. При типичных для ФРК значениях X х 0.5 мкм, п3 « 10, r/е ж Ю~10 см-В-1 (см.,
например, [4.20]), Л « 1 мкм, йсо « 2 эВ соотношение (4.18) дает
величину S « 104 см2-Дж-1, соизмеримую с чувствительностью обычных высокоразрешающих галоидосеребряных фотографических пластинок типа «Kodak 649F» [4.18].
Отметим, что к настоящему времени максимальная голографическая чувствительность S в известных ФРК наблюдалась в BSO [4.21 ]. Она составляла величину 5.яа 5-102 см2-Дж-1 (Я = 514 нм, Л « 1 мкм) и действительно возрастала линейно с ростом пространственного периода Л.
4.3. Эффекты, связанные с насыщением ловушек (нарушение квазинейтральности)
Рассмотрим условия, при которых выполняются принятые выше предположения о линейности фотогенерации и рекомбинации подвижных -носителей тока, а также основные последствия их нарушения. Физически указанное требование линейности означает, что в процессе записи голограммы концентрация донорных примесей, с которых производится фотовозбуждение подвижных электронов,
55
1
а также ловушечных уровней, на которых происходит их рекомбинация, остаются практически неизменными. Однако по самой своей природе процесс записи голограммы связан с перераспределенйем заряда по объему образца, а следовательно, с изменением степени заселенности, донорных и ловушечных примесных центров.
В соответствии с уравнением -Пуассона стационарная амплитуда ' решетки поля ЕЦ и соответствующая ей амплитуда синусоидльного распределения плотности заряда pst связаны между собой первым соотношением системы (4.9). Таким образом, локальная концентрация электронов, захваченных на глубоких примесных центрах, в стационарном режиме может изменяться на величину pst/e = = е. Отсюда становится ясным, что для того, чтобы в ста-
ционарном режиме записи выполнялось условие линейности фотогенерации и рекомбинации подвижных носителей, исходная концентрация донорных и ловушечных центров в кристалле должна значительно превосходить указанную величину pst/e. Если предположить [4.4, 4.12], что концентрация донорных центров намного превосходит концентрацию ловушечных (Л^с NA), то, очевидно,, условия линейности рекомбинации будут выполняться лишь при условии
-VA > Pst/e = ЕВ0К | \/е. (4.19),
Это неравенство имеет также и другой достаточно ясный смысл. В ФРК с ограниченной концентрацией ловушек максимальная амплитуда зарядовой решетки, очевидно, также не может превосходить величины eNA. В результате в соответствии с уравнением Пуассона максимальная амплитуда решетки поля оказывается ограниченной величиной
Eq = eNA/ee0K. (4.20).
Для случая диффузионной записи, когда |?sSc|~?d при выполнении условия квазинейтральности, неравенства (4.19), (4.20) переходят в
KV-1ЯГГ = *Lb« 1- (4-21);
Здесь Lb — так называемая дебаевская длина экранирования. Физический смысл этого параметра хорошо известен (см., например
[4.14])—это характерная глубина проникновения подвижных носителей тока в темную область фотопроводящего кристалла при стационарном освещении последнего резкой границей свет—тень.
При типичном для ФРК значении е » 50 и умеренной концентрации N а « 1016 см-3 имеем Lb ~ 0.1 мкм. Поэтому эффекты насыщения ловушечных центров и сопутствующее им ограничение стационарной амплитуды решетки будут в этом случае наблюдаться при пространственном периоде последней А ^ 2itLb ~ 0.5 мкм.
Аналогично эффекты «насыщения» ловушек приводят к ограничению амплитуды решетки на уровне максимального значения Eq it
56
при записи голограммы за счет дрейфового механизма. В этом случае ].Esc| ~ Е0 (при Еа = 0) и (4.21) заменяется на
(4.22)
Отметим, что параметр L'0 (так называемая дрейфовая длина экранирования [4.14]) тоже определяет характерную глубину проникновения фотоиндуцированных носителей в затемненную часть образца при стационарной засветке последнего резкой границей свет—тень во внешнем поле Е0. Для рассмотренного выше примера ФРК (е = = 50, Na = 1016 см-3) при Е0 — 10 кВ-см-1 имеем L'q — 0.3 мкм, т. е. в этом случае эффекты насыщения начинают сказываться уже при периодах решетки Л < 2 мкм.
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed