Структурные и оптические свойства метастабильных фаз в протонообменных волноводных слоях на монокристалле ниобата лития

• Автор: Шевцов, Денис Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Список сокращений
1. ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА ЗАКАЖИ НА СТРУКТУРНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОТОНООБМЕННЫХ ВОЛНОВОДОВ НА МОНОКРИСТАЛЛЕ НИОБАТА ЛИТИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Оптические волноводы
1.1.1. Введение (предварительные сведения)
1.1.2. Волноводный эффект
1.1.3. Волноводные моды
1.1.4. Уравнение собственных значений мод волноводного слоя
1.2. ПРИМЕНЕНИЕ ВОЛНОВОДОВ
1.2.1. Интегральные волноводы
1.2.2. Волоконно-оптические гироскопы
1.2.3. Принципы работы волоконно-оптического гироскопа
1.2.4. Устройство волоконно-оптического гироскопа
1.3. Структура и свойства монокристаллов ниобата лития
1.3.1. Структура ниобата лития
1.3.2. Свойства ниобата лития
1.4. Протонообменные волноводы
1.4.1. История открытия
1.4.2. Особенности протонного обмена в ниобате лития
1.4.3. Структурно-фазовые превращения в ненапряженном H*Lii_*Nb03
1.4.4. Высокотемпературные фазы в ненапряженном HçLii^NbCb
1.4.5. Критическое поведение твердого раствора H^Lii_xNb03
1.4.6. Эволюция ИК-спектров поглощениядля порошков НДл^ДЛЮз при увеличении концентрации л:
1.4.7. Монокристаллические слои H*Lii_*Nb03
1.4.8. Структурно-фазовая диаграмма для НДл^ИЬОз слоев
1.4.9. Связь показателя преломления и концентрации протонов
1.4.10. Закономерности формирования НДл1_,МЮ3 фаз
1.4.11. Протонный обмен и последующий отжиг (диффузия протонов)
1.4.12. Сопоставление напряженных и ненапряженных НДл^МЮз фаз
1.4.13. Сопоставление структурно-фазовой диаграммы и данных спектроскопии комбинационного рассеяния
1.5. Состояние водорода в НДл^МЮз
1.5.1. Положения протонов в решетке монокристалла ЫИЬОз
1.5.2. Вид потенциальной энергии протона замещения
1.5.3. Сопоставление данных ИК-спектроскопии НДл1_*МЬ03
1.6. Метастабильные состояния в Н:ЫМе03 (Ме:14Ь,Та) слоях
1.6.1. Фазовые переходы в НД-Ц-^МЮз слоях при термообработке
1.6.2. Метастабильные состояния и проблема стабильности волноводов
1.6.3. Температурные границы монокристаллических ЦДл1_*МЬ03 фаз
1.6.4. Структурные исследования метастабильных фаз
1.7. Основные выводы из обзора литературы
2. Методы исследования НДл^МЮз волноводов
2.1. Введение
2.2. Модовая спектроскопия
2.2.1. Измерение эффективных показателей преломления
2.2.2. Связь эффективных показателей преломления с распределением показателя преломления по глубине слоя
2.2.3. Восстановление показателя преломления волноводного слоя
2.3. Метод измерения ИК-спектров поглощеия
2.3.1. Применение ИК-спектрскопии для слоев на кристалле ЫИЬ03
2.3.2. Методика измерений
2.3.3. Условия измерений
2.3.4. Совмещение спектров
2.3.5. Определение спектральных компонент
2.4. Рентгеновский дифракционный анализ структуры
2.4.1. Метод определения деформации кристаллической решетки
2.4.2. Прецизионный метод определения изменения периода решетки кристаллического слоя
2.4.3. Анализ погрешности измерения деформации решетки
2.4.4. Двухкристальный спектрометр на базе ДРОН-УМ1
2.4.5. Методика измерения дифракционных спектров
2.4.6. Метод регистрации
2.4.7. Обработка экспериментальных данных
2.4.8. Идентификация пиков дифрактограмм
2.5. Постановка эксперимента
2.5.1. Особенности исследования волноводных слоев и каналов
2.5.2. Приготовление образцов
2.5.2.1. Подготовка образцов ниобата лития
2.5.2.2. Проведение протонного обмена
2.5.2.3. Режимы процесса формирования волноводов
3. Результаты анализа метастабильных фаз в НДл^’МЬОз волноводах
3.1. Обсуждение результатов
3.2. Образцы 2-среза
3.2.1. Результаты измерения показателя преломления
3.2.2. Результаты измерения кривых качания
3.2.3. Идентификация фазового состава Н:1лМ)Оз слоев
3.2.4. Релаксация деформации решетки и показателя преломления
3.2.5. Результаты измерений ИК-спектров
3.3. Образцы 2Г-среза
3.3.1. Результаты измерения показателя преломления и кривых качания
3.3.2. Результаты измерения ИК-спектров
3.3.2.1. Модель заполнения позиций протонов в НДл^МЮз
3.3.2.2. Эффект перераспреления протонов при КТФ - ВТФ переходах
Заключение
Список использованной литературы
2. Увеличение кислотности источника приводит к формированию фаз а и р, (г = 1 — 4). Фаза а обладает градиентным приращением ПП по глубине и Апе < 0.025, может быть получена отжигом любой более обогащенной протонами фазы или в расплаве бензойной кислоты, содержащей более 2.5 - 3.5 вес.% бензоата лития. р,-фазы (/ = 1 - 4) имеют ступенчатый (р4 - градиентный) вид приращения ПП и Д«е(0) = 0.08-0.15 [3].
3. рг и Рз-фазы образуются только вместе с Ргфазой, залегающей в глубине [3].
4. р4-фаза образуется только в сочетании в залегающими в глубине слоями фаз Р! и Рз [3].
5. Переход от фазы Р1 к р2 сопровождается незначительным уменьшением ПП, но существенным изменением деформации. Это объясняет значительные различия в свойствах интегрально-оптических приборов на основе волноводов с одинаковым приращением ПП, и заключения ранних исследований о том, что ПО процесс обладает не воспроизводимостью. На самом деле волноводы с одинаковыми ПП могут принадлежать к различным фазам и проявлять различные свойства [3].
6. Особенность р2-фазы: рост деформаций 833 на 2-срезе и их уменьшение на Х-срезе при увеличении концентрации протонов. Это объясняется тем, что параметр решетки с в ненапряженном твердом растворе р2-фазы увеличивается, а параметр а уменьшается при увеличении концентрации протонов. При этом для р2-фазы Ас/Аа > 1, а для ргфазы Ас/Да < 1, и, как следствие, е33 для р2-фазы меньше, чем для Ргфазы наХ-срезе, и больше на Z-срезе [3]. При увеличении концентрации протонов в р2-фазе Дпе уменьшается (рис. 1.14), что объясняет наблюдаемое экспериментально аномальное увеличение ПП при отжиге таких волноводов [9, 10].
1.4.11. Протонный обмен и последующий отжиг (диффузия протонов)
Для изготовления волноводов с низкими потерями (0.15 - 0.25 дБ/см)
[67, 73] и для улучшения нелинейных оптических свойств может быть приме-