Исследования электрооптических и нелинейнооптических характеристик преобразователей широкополосного излучения на основе ниобата и иодата лития

• Автор: Криштоп, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА В НЕЛИНЕЙНООПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ И ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ И КОМПОЗИТОВ
1.1.Преобразование широкополосного ИК излучения в видимую область спектра
1.2.Влияние внешнего электрического поля и тепловых воздействий на оптические свойства кристаллов
1.3.Изучение физических свойств композиционных материалов
ГЛАВА 2. ГЕНЕРАЦИЯ СУММАРНЫХ ЧАСТОТ В НЕЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ОТ ШИРОКОПОЛОСНЫХ НЕЛАЗЕРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1. Преобразование широкополосного излучения в кристалле Гл№>Оз из
РЛС области спектра в видимую
2.2.Экспериментальные исследования преобразования широкополосного
излучения по частоте в нелинейных оптических кристаллах
2.2.1 .Схема экспериментальной установки и методика эксперимента
2.2.2. Экспериментальные исследования спектров излучения, преобразованного в кристалле иодата лития
2.2.3. Преобразование широкополосного РЖ излучения в кристалле КТР
2.3. Электрооптическая модуляция излучения на частоте второй гармоники
в кристаллах ниобата лития
Выводы
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ
3.1.Особенности изменения индикатрисы показателя преломления кристаллов во внешнем электрическом поле
3.2.1. Изменение угла между индуцированными оптическими осями нио-бата лития во внешнем электрическом поле
3.2.2. Экспериментальное измерение угла между оптическими осями кристалла ниобата лития, помещенного во внешнее электрическое поле
3.3. Электрорефракция в кристаллах ниобата лития
3.4. Электрогирация в кристаллах ниобата лития
3.5. Наблюдение изображения объектов на фоне коноскопических фигур
3.6. Особенности вольт-амперных характеристик кристалла ниобата лития в области высоких напряжений
3.7. Формирование «решетки коноскопических картин» в кристалле ниобата лития
Выводы
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН-ГРАФИТ
4.1. Приготовление экспериментальных образцов композита политетрафторэтилен-графит (ПТФЭ-Г)
4.2. Исследование электрических свойств композитов ПТФЭ-Г
4.3. Оптические свойства композитов на основе ПТФЭ
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Нелинейно-оптические кристаллы широко используются в качестве преобразующих и управляющих элементов во многих оптоэлектронных приборах [1]. При распространении света, излучаемого лазером или мощным нелазерным источником, напряженность поля световой волны становится соизмеримой с внутренними полями в кристаллах. Это приводит к нелинейному взаимодействию поля световой волны со средой, при котором нарушается принцип суперпозиции и создаются условия для генерации гармоник, суммарных и разностных частот.
Генерация суммарных частот используется в “ап-конверторах”, то есть преобразователях частоты вверх, с их помощью оптические сигналы ПК диапазона трансформируются в видимую область, что применяется для визуализации тепловых объектов [2]. В особенности, в последнее время вызывают интерес процессы преобразования по частоте излучения с широким спектром в нелинейных оптических кристаллах. Было показано, что при одинаковых уровнях накачки эффективность преобразования широкополосного излучения может быть даже значительно выше, чем для лазерного излучения [3]. Особенно много работ выполнено с кристаллом 1ЛЮ3. Данные исследования позволяют надеяться на создание нового технического направления, связанного с разработкой нелинейных оптических приборов, работающих с нелазерным излучением.
В ряде случаев при использовании излучения с широким спектром получены неожиданные научные результаты. Однако в целом данное направление, например, для кристаллов КТР и 1ЛПЬ03, не исследовано, а поэтому требует дальнейших исследований.
Процессы преобразования излучения в оптическом кристалле подвержены влиянию внешних воздействий. При приложении внешнего электрического поля, локальном или общем изменении температуры

2.2.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАННОГО В КРИСТАЛЛЕ ИОДАТА ЛИТИЯ
Для исследования преобразования широкополосного ИК излучения в видимую область спектра использовался плоскопараллельный кристалл иодата лития, который был вырезан из монокристалла под углом 30 градусов между нормалью к поверхности и оптической осью [109]. Такая ориентация кристалла соответствует направлению синхронизма для генерации второй гармоники от исходного излучения 1,064 мкм. Длина кристалла 16 мм вдоль направления синхронизма.
В экспериментах исследовалось изменение спектра преобразованного излучения при изменении угла между направлением оси сфокусированного излучения и поверхностью кристалла [7, 10, 11, 15].
На рис.2.4,а приведены спектры преобразованного в кристалле иодата лития ИК излучения для различных углов между осью пучка и осью кристалла. Излучение лампы накаливания фокусируется в кристалл объективом с фокусным расстоянием 98 мм.
Обнаружено [10], что при увеличении угла между осью пучка лучей, падающих на кристалл, и осью кристалла положение максимума в спектре преобразованного излучения сдвигается в коротковолновую область спектра (рис.2.4,а). Так, например, при изменении угла на 12° максимум смещается на ] 50 нм.
Для оценки эффективности преобразования излучения разных частот, спектры, записанные на Н-306, были пересчитаны с учетом спектральных характеристик фильтров и ФЭУ-79. В качестве первого приближения считали, что интенсивность падающего ИК излучения одинакова в области 0,7-2 мкм.
На рисунке 2.4,6 показана зависимость интенсивности максимумов спектров преобразованного излучения от длины волны.