Нелинейное преобразование широкополосного оптического излучения в двуосных кристаллах класса mm2

• Автор: Коростелева, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ КЛАССА СИММЕТРИИ ішп2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1.1. Кристалл титанил-фосфата калия КТЮР04 (КТР)
1.2. Кристалл ниобата калия КИЬОз (КНБ)
1.3. Кристалл ниобата бария-натрия Ва2ИаЫЬ5015 (НБН)
1.4. Кристалл формиата лития ЫС00Н-Н20 (ЬГМ)
ГЛАВА 2. КОЛЛИНЕАРНЫЕ СИНХРОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН В КРИСТАЛЛАХ КЛАССА СИММЕТРИИ тш2
2.1. Методика расчетов пространственных направлений коллинеарного синхронизма
2.2. Пространственные направления коллинеарного синхронизма
в кристаллах КТ1ОРО4, Ва2НаГГЬ50і5,КМЮз и ЬіСООН Н20
2.3. Угловые и спектральные характеристики преобразования широкополосного излучения
2.4. Углы сноса для нелинейно-оптических кристаллов класс тш2
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТИВНЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
<1Ф И ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА
3.1. Методика расчетов эффективных коэффициентов нелинейности
для кристаллов класса тт2
3.2. Эффективные нелинейные коэффициенты кристаллов КТЮР04,
ЮЧЬОз, ВагИаНЬзОи и ЬіС00Н-Н20
3.3. Параметры качества кристаллов КТІОРО4, КМз03, Ва2][а1Ъ50|5
и ЬіСООНН20
ГЛАВА 4. ВЕКТОРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ДВУОСНЫХ КРИСТАЛЛАХ КЛАССА пш
4.1. Методика расчетов пространственных направлений векторного синхронизма
4.2. Оптические гармоники в кристалле формиата лития с кристаллофизической осью X, перпендикулярной
входной грани
4.3. Векторные гармоники в плоскости хг кристалла
формиата лития
4.4. Исследования векторных взаимодействий в кристаллах титанил-фосфата калия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Современная прикладная нелинейная оптика вышла на качественно новый уровень своего развития. С одной стороны, продолжается интенсивное исследование новых нелинейных материалов, в частности, органических, с другой — значительно сузился круг нелинейных кристаллов, постоянно используемых в конкретных условиях для преобразования частоты [1-13].
Для определения пригодности нелинейных кристаллов в качестве преобразователей частоты необходимо, чтобы они удовлетворяли следующим основным требованиям:
1. величина нелинейности в них должна быть как можно более высокой;
2. должен существовать фазовый синхронизм для определенных типов взаимодействий;
3. должны быть прозрачными для всех взаимодействующих частот;
4. должны быть хорошего оптического качества и достаточно больших размеров;
5. должны обладать высокой радиационной стойкостью;
6. должны быть легко обрабатываемыми механически.
Если в кристалле выполняются условия волнового синхронизма, то кристалл может служить эффективным преобразователем света одной частоты в свет с удвоенной частотой, а также с суммарными и разностными частотами взаимодействующих волн [10,14-20]. В некоторых кристаллах удается наблюдать генерацию третьей, четвертой и пятой гармоник [20-23].
Перспективными материалами для нелинейной оптики с точки зрения реализации более разнообразных направлений синхронных взаимодействий являются двуосные кристаллы [10-12,14,24]. Они обладают высокими компонентами нелинейной восприимчивости, многие из них легко выращивают-

ГЛАВА 2. КОЛЛИНЕАРНЫЕ СИНХРОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН В КРИСТАЛЛАХ КЛАССА СИММЕТРИИ тш2
В данной главе приводятся методика и результаты расчетов пространственных направлений коллинеарного синхронизма для преобразования широкополосного излучения 0,8...2,8 мкм в видимую область спектра 0,4...0,7 мкм. Это позволяет выявить особенности нелинейных преобразований световых волн в выбранных нами кристаллах одного и того же класса симметрии в связи с тем, что информация о кристаллах, заложенная в преобразуемом инфракрасном (ИК) излучении, переносится в видимый диапазон спектра, где имеются эффективные приемники излучения. Кроме того, такой способ преобразования позволяет визуально наблюдать преобразованные фигуры и управлять процессами взаимодействия световых волн.
2.1. Методика расчетов пространственных направлений коллинеарного синхронизма
В работе [3] описана методика расчета углов коллинеарного синхронизма при распространении излучения в координатных плоскостях хг, ух и ху. В этих плоскостях зависимости показателя преломления от направления распространения для двух волн с взаимно перпендикулярными поляризациями представляют собой комбинацию эллипса и окружности. Соотнесение кристаллофизических (Х,У,2) и кристаллографических (а,Ь,с) осей в двуосных кристаллах производилось таким образом, чтобы оптические оси, направление которых задается точками пересечения эллипса и окружности, лежали бы в плоскости хг. (Оптическая индикатриса двухосного кристалла представлена на рис.2.1).