Влияние процессов переноса заряда на оптические свойства фоторефрактивных сред для записи информации

• Автор: Стоянов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 192 c. : ил

Л
СО ДЕРГАНИЕ

Гл.1. Теория Фотогальванического эффекта на примесных

комплексах кристаллов

§ 1.1. Модельные потенциалы

§ 1.2. Модель примесного комплекса, состоящего из £ -центра и кулоновского центра

§1.3. Модель двух £ -центров

§1.4. Применение моделей примесных комплексов к расчету ФГТ в некоторых кристаллических структурах. 59 Приложение
Гл.2, Особенности фотореРракции, наводимой ограниченными световыми пучками в кристаллах с фотогальва-ническим переносом зарядов

Гл.З. Теория фотоиндуцированного рассеяния света в

фоторефрактивных средах

§3.1. Фотоинд.упированное рассеяние в средах с локальным откликом /фотогальванический механизм фоторефракции
3.1.1. Рассеяние под углом 90°
3.1.2. Рассеяние под малыми углами. 135 §3.2. Фотоиндуцированное рассеяние СЕета в кристаллах
с диффузионным механизмам фоторефракции
Приложение
Заключение. Г72
Список литературы

В последние годы большое внимание уделяется изучению сегне-тоэлектрических кристаллов, обладающих фоторефрактивными свойствами /т.е. способностью изменять показатель преломления под действием света/ /I - 47 . Эти кристаллы используются в динамической голографии для целей записи информации. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с другими регистрирующими средами: высокая информационная емкость и разрешающая способность, реверсивность, большая дифракционная эффективность, возможность записи и считывания информации в реальном времени. Особый интерес для квантовой электроники представляют процессы нелинейного взаимодействия вырожденных по частоте волн в фоторефрактивных средах, позволяющие осуществить, в частности, обращение волнового фронта.
Основным недостатком большинства фоторефрактивных кристаллов является низкая фоточувствительность.
Фоторефракция имеет и другую /вредную/ сторону: использование подобных сред в качестве электрооптических элементов либо преобразователей частоты.нередко приводит к фазовым искажениям и ухудшению поперечной структуры лазерных пучков /эффект оптического повреждения, или "орЬ/саб с/а/па^е' " / /X - 57 •
Решение этих двух противоположных задач /улучшение характеристик фоторефрактивных регистрирующих сред и подавление оптического повреждения/ требует глубокого понимания микроскопических механизмов фоторефракции. В настоящее время установлено, что фоторефракция обусловлена процессами переноса заряда под действием освещения - т.н. объемным фотогальваническим эффектом и диффузией фотовозбужденных носителей. Эти процессы вызывают перераспределение зарядов в освещенной области и, как следствие, появление внутреннего электрического поля, изменяющего показатель преломления посредством эффекта Поккельса.
Актуальность темы диссертации связана с тем, что эти

исследования способствуют выяснению природы фотогальванического и фоторефрактивного эффектов в сегнетоэлектрических кристаллах, которые являются перспективными средами для целей записи информации в динамической голографии.
Цель работы. Настоящая диссертационная работа имеет своей целью теоретически исследовать основные закономерности взаимодействия оптического излучения с неоднородными фоторефрактив-ными средами, а также оценить вклад примесных донорно-акцептор-ных комплексов в фотогальванический эффект.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, содержит 149 стр. машинописного текста, 26 рисунков и список литературы из 160 наименований.
В I главе развивается микротеория фотогальванического эффекта на примесных комплексах кристаллов.Данные исследования представляются актуальными как с точки зрения повышения чувствительности фоторефрактивных сред, так и в связи с проблемой идентификации фотогальванических центров.
Во 2 главе исследуется изменение показателя преломления, возникающее при распространении ограниченных лазерных пучков в фоторефрактивной среде с фотогальваническим током, т.е. учитывается поперечная структура световых волн. Расчет АН('£) позволяет сделать выводы о вкладе различных механизмов в фоторефрактивный эффект.
В 3 главе учтено обратное воздействие фоторефрактивной среды на проходящее излучение, причем, как оказалось, определяющую роль здесь играют микронеоднородности кристаллов /а не крупномасштабная часть фоторефракции/. Последовательная теория явления фотоиндуцированного рассеяния света, являющегося основным источником шумов в динамической голографии, дает новые методы определения и контроля оптических неоднородностей '
Численные расчеты подтверждают вывод о сильной зависимости компоненты тока ]% от параметра ц /рис, <Г/.
Вытекающая из / 1.54- И'Ь / зависимость коэффициента Гласса вблизи порога Кс, ~ к/м выполняется довольно точно во всех случаях, что согласуется с общим рассмотрением ФГЭ, обусловленного процессом фотоионизации С
Приведем оценку величины фотогальванического тока для модели примесного комплекса, описываемого <Г -потенциалом и кулоновским потенциалом. Полагая Д/ ^1013см~2,
/о г7г, п0 - 2 и пользуясь результатами численного расчета при 2**0. 4, ЗМ1 ~^ЗГ /Рис
находим р на частоте главного максимума: /уВггг (О^х))^
= е?.3 ■ /о 6 А/&г . Данная величина на 2 порядка превосходит соответствующие оценки для других моделей примесных центров [2(>-31 У, что подтверждает предложение о весьма высокой фо-тогальванической эффективности примесных комплексов.