Микродоменная структура и генерация второй оптической гармоники в сегнетоэлектрических кристаллах PbTiO3 и в проводящих кристаллах BaTiO3

• Автор: Шебунина, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Глава 1. ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ

И НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА

1.1. Доменная структура сегнетоэлектрических кристаллов

1.2. Генерация второй гармоники в нелинейных кристаллах

1.3. Особенности нелинейнооптических свойств сегнетоэлектрических кристаллов РЬТЮз

1.4. Постановка задачи

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Аппаратное обеспечение экспериментов по генерации

второй гармоники

2.1.1. Требования к экспериментальной установке

2.1.2. Устройство, доработка и настройка лазера

на алюмоиттриевом гранате
2.1.3. Общая схема экспериментальной установки
2.1.4. Образцы кристаллов
2.2. Методика измерения углового распределения интенсивности второй оптической гармоники
2.3. Методика измерения температурных зависимостей интенсивности второй оптической гармоники
Глава 3. МИКРОДОМЕНГІАЯ СТРУКТУРА
В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ РЬТЮ3 И В ПРОВОДЯЩИХ КРИСТАЛЛАХ ВаТЮ3
3.1. Геометрия экспериментов по исследованию
второй гармоники
3.2. Угловое распределение интенсивности второй оптической гармоники в сегнетоэлектрических кристаллах РЬТЮ3
3.3. Угловое распределение интенсивности второй оптической гармоники в проводящих сегнетоэлектрических кристаллах ВаТЮ3

3.4. Расчет параметров микродоменных структур
в сегнетоэлектрических кристаллах
3.3.1. Расчет численных значений вектора и периода А5( стационарных микродоменных структур

для сегнетоэлектрических кристаллов РЬТЮ3
3.3.2. Расчет численных значений вектора стационарной микродоменной структуры и периода стационарной
микродоменной структуры для проводящих сегнетоэлектрических кристаллов ВаТЮ3
3.5. Определение направления вектора спонтанной поляризации в отдельном домене в сегнетоэлектрических кристаллах
РЬТЮз и ВаТЮз
3.6. Зависимость излучения второй оптической гармоники в сегнетоэлектрических кристаллах РЬТЮз и ВаТЮ3
от интенсивности волны накачки
3.7. Температурная зависимость интенсивности второй
оптической гармоники в кристаллах РЬТЮ3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
После того, как были созданы принципиально новые мощные источники когерентного светового излучения - лазеры, начала бурно развиваться нелинейная оптика. Генерация второй гармоники в сегнетоэлектриках оказалась удобным инструментом для изучения доменной структуры и других эффектов в сегнетоэлектрических кристаллах. В лазерном пучке напряженность электрического поля световой волны
/ »7 О
достигает 10 - 10 —, для сравнения напряженность внутриатомного поля

Еош~108 - 109— При такой напряженности отчетливо проявляются

нелинейнооптические эффекты в различных средах.
Обнаружению и исследованию нелинейнооптических эффектов, таких как электрооптический эффект, генерация суммарных и разностных частот, генерация второй гармоники посвящено достаточно много работ. В настоящей диссертации показано, что с помощью генерации второй оптической гармоники можно обнаружить микродоменную структуру, период которой соизмерим с длиной волны света в сегнетоэлектрических кристаллах РЬТЮ3 и ВаТЮ3.
В настоящее время известно достаточно много методов исследования доменной структуры. К их числу относятся: поляризационный метод, оптическое вращение, метод заряженных порошков, сравнение фигур травления, электронная микроскопия и т.д. Выбор того или иного метода зависит от материала, геометрии кристалла, а также от необходимости определения поляризации доменов. Метод генерации второй оптической гармоники открыл дополнительные возможности для изучения доменной структуры сегнетоэлектриков. Наблюдение генерации второй гармоники в отдельном домене, при знании элементов тензора с1^ для кристаллов данной симметрии, дает возможность по интенсивности и поляризации получаемого

ШМЁ$.
Рис. 1.21. Температурные зависимости интенсивности второй гармоники в ВаТЮз с примесью железа: а) 0,07%, б) 0,1%, в) 1%. Штриховой линией показана температурная зависимость двулучепреломления [66, 67].