Динамическое взаимодействие света с квадратичными электрооптическими средами

• Автор: Князьков, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 245 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Обозначения некоторых физических величин

ВВ ДЕРМЕ

1. Г лава 1. Оптические среды и эффекты для управляемой модуляции света

1.1. Введение

1.2. Структура и ЭО эффект кислородно-октаэдрических сегнетоэлектриков

1.3. Фоторефрактивные свойства кристаллов ниобата бария - стронция

[17]

1.4. ЭО и фоторефрактивные свойства сегнетокерамики ЦТСЛ

1.5. Эффект фоторефракции. Детальное рассмотрение

1.5.1. Одноуровневая модель зонного переноса
1.5.2. Двухуровневая модель зонного переноса
1.6. Повышение чувствительности фоторефрактивной записи ЦТСЛ сегнетокерамики
1.7. Основные результаты и выводы
2. Глава 2. Управляемые дифракционные структуры в ЭО средах
2.1. Введение. Дифракционные методы амплитудной модуляции
2.2. Дифракция света на периодических фазовых структурах в средах с линейным ЭО эффектом
2.3. Дифракция света на периодических фазовых структурах в средах с квадратичным ЭО эффектом
2.4. Самодифракция света на динамических решетках в средах с квадратичным ЭО эффектом: кристалл НБС
2.5. Самодифракция света на динамических решетках в средах с квадратичным ЭО эффектом: сегнетокерамика ЦТСЛ

2.6. Управляемая самодифракция света на динамических решетках рассеяния в средах с квадратичным ЭО эффектом: сегнетокерамика ЦТСЛ
2.7. Основные результаты и выводы
3. Глава 3. Физические основы и методы динамической голографии в сегнетоэлектриках
3.1. Введение. Двухпучковые схемы
3.2. Основные уравнения динамической голографии
3.3. Фоторефрактивный эффект в ЭО кристаллах
3.3.1. Режим низкой фотогенерации носителей при неистощимой накачке
3.3.2. Квазистатическое приближение (адиабатическое приближение)
3.3.3. Приближение теории возмущений
3.3.3.1. Синусоидальное фотовозбуждение при малой модуляции
3.3.3.2. Стационарные решения
3.4. Динамическая голография для сред с квадратичным ЭО эффектом
3.4.1. Случай монополярной проводимости [107]
3.4.2. Случай биполярной модели проводимости, ЦТСЛ керамика
[144]
3.5. Основные результаты и выводы
4. Глава 4. Динамическая голография в ЭО средах с учетом наведенного поглощения
4.1. Введение. Статическая дифракция света на рассогласованных амплитудных и фазовых решетках
4.2. Статическая амплитудно-фазовая голография в ЭО средах [146]
4.3. Динамическая амплитудно-фазовая голография в ЭО средах
4.3.1. Случай монополярной проводимости [150]
4.3.2. Случай биполярной проводимости [151]
4.4. Основные результаты и выводы
5. Глава 5. Особенности дифракции света на голографических решетках в ЭО средах с фотоиндуцированным рассеянием
5.1. Модель усредненной волны рассеяния[ 112]
5.1.1. Нелинейное решение [157]
5.2. Модель многих волн рассеяния [163]
5.2.1. Нелинейное решение [166]
5.3. Основные результаты и выводы
6. Глава 6. Дифракционно-оптический голографический метод исследования наведенного поглощения
6.1. Введение
6.2. Основы двухпучкового голографического метода исследования наведенного поглощения [169]
6.3. Матричный анализ голографического метода исследования наведенного поглощения (пропускающая геометрия) [172]
6.4. Голографический метод исследования наведенного поглощения (отражательная геометрия) [173]
6.5. Фазомодуляционное голографическое исследование наведенного поглощения в фотохромном стекле [176]
6.6. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Список литературы

Дальнейшие исследования эффекта ФР в кристаллах НБС:Се [30 - 32] методом: голографической записи указывают на возрастание квантового выхода фотогенерации . носителей, а также на уменьшение диффузионной длины носителей с увеличением степени легирования церием. Установлена высокая чувствительность ФР записи S ДЛЯ излучения С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ A-W = 633 нм.
Наиболее вероятная валентность церия в кристаллах НБС может быть 3 или 4. В структуре этого кристалла ионы Се3+ и Се4+ встраиваются соответственно в позиции А2 и С, имеющие координационные числа окружения пА2 = 12 и «с = 9. Ионы Се3+ являются донорами, а Се4+ — акцепторами [33]. Обычно фотоионизация иона церия записывается следующим образом: Се3+ + hv = ё + Се4+, электрон переходит в зону проводимости [34]. В зависимости от того, в какую позицию встраивается ион церия, спектры поглощения существенно различаются [29]. Кристаллы НБС с церием в позициях А2 обладают розовым цветом и широкой полосой поглощения в спектральной области 0,5 мкм (рис. 1.5, кривая (б)). Встраивание церия в узлы С изменяет цвет кристаллов на зеленовато-желтоватый и смещает максимум полосы поглощения в длинноволновую область спектра А,тах = 650 ' нм, увеличивая спектральное поглощение (рис. 1.5, кривая (в)).
В работе [35] обнаружено, что введение церия в кристаллы НБС в позиции А2 приводит к исчезновению люминесценции в области энергий квантов света 1 - 4 эВ. При этом не наблюдалось насыщения оптического поглощения при увеличении плотности интенсивности света до 10й Вт/см2, что позволило оценить время жизни фотовозбужденного состояния церия менее чем 10 не. Температурные исследования показали, что темновая проводимость характеризуется энергией активации 1 эВ, а фотопроводимость - набором энергий активации. 0,4; 0,2; 1 эВ. На основании этих и вышеприведенных результатов предложена следующая модель примесного центра церия в кристалле НБС (рис. 1.6).