Формирование доменной структуры и преобразование частоты в кристаллах ниобата лития

• Автор: Волков, Вячеслав Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. КРИСТАЛЛЫ НИОБАТА ЛИТИЯ С РДС ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Квазифазовый синхронизм
1.1.1. Фазовая коррекция. Сегнетоэлектрические кристаллы для квазисикхронных взаимодействий
1.1.2. Квазисинхронная генерация второй гармоники в кристаллах ниобата лития с РДС
1.2. “Низкотемпературная” переполяризация ниобата лития.
Формирование РДС приложенным электрическим полем
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Методика расчета КГВГ в режиме нелинейной дифракции
2.2 Техника эксперимента и исследования образцов
ГЛАВА III. КВАЗИСИНХРОННОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ С РДС
3.1. Квазисинхронные параметрические взаимодействия волн с кратными частотами при одновременном удвоении оптической частоты
3.1.1. Уравнения с медленно меняющимися амплитудами и метод
вторичного упрощения
3.1.2. Варианты одновременной реализации двух процессов преобразования частоты
3.2. Квазисинхрон пая генерация второй гармоники в режиме нелинейной дифракции
3.2.1. Сравнение характеристик коллинеарного и неколлинеарного удвоения частоты при стабильном периоде нелинейной решетки
3.2.2. Влияние нестабильности периода нелинейной решетки на коллинеарную КГВГ
3.2.3. Характеристики нелинейной дифракции при нестабильности периода нелинейной решетки
ГЛАВА IV. ФОРМИРОВАНИЕ ДОМЕНОВ В НИОБАТЕ ЛИТИЯ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР 20-200° С
4.1. Возникновение доменов при быстром нагреве и охлаждении
4.2. Переполяризация в поле электрода-иглы при комнатной температуре.
4.3. Переполяризация в поле электрода-иглы гґри повышенной
температуре
4.4. Расчет деполяризующих полей для иглообразных микродоменов и “проросших” доменов
4.5. Обсуждение экспериментальных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Полидоменные кристаллы — известный результат структурных фазовых переходов, связанных с изменением симметрии. При охлаждении кристалла через точку фазового перехода или в результате приложения внешних полей обычно формируется тот или иной вид неупорядоченной доменной структуры. Хотя часто наблюдается относительное упорядочение доменов, действительно регулярные доменные структуры (РДС) могут быть получены в основном за счет точного контроля внешних воздействий, которые индуцируют РДС с заданными параметрами. При этом под влиянием упорядоченно расположенных доменных границ, связанных с ними примесных и собственных точечных дефектов модулируются линейная и нелинейная диэлектрическая восприимчивость и другие физические величины, характеризующие материал. РДС в одноосном сегнетоэлектрике образована так назывемыми антипараллельными или 180-градусными сегнетоэлектрическими доменами, у которых вектора спонтанной поляризации Р* имеют противоположное значение.
Возможность применения кристаллов с РДС в различных областях техники была понята достаточно давно. Предлагалось использование различных сегнетоэлектриков и сегнетоэластиков в акустоэлектронике [1], электрооптике [2], акустооптике [3], нелинейной оптике [4]. Но лишь начиная с конца 80-х годов начался настоящий взрыв активности в этой области, связанный в основном с потенциальным массовым применением кристаллов с РДС для преобразования частоты лазерного излучения.
Наиболее интенсивно в этом отношении исследуются кристаллы ниобата лития с РДС, как с целью применений, так и с целью совершенствования технологии их получения. Оба направления тесно связаны между собой, поскольку для эффективных нелинейно-оптических устройств нужны более совершенные структуры. Можно

между лучом и волновым вектором второй гармоники пренебрежимо мал (порядка 0,1 градуса), в вычислениях угол сноса р приравнивался углу нелинейной дифракции. Использовались данные о дисперсии показателей преломления с температурными коэффициентами [72].
Влияние сноса, умеренной фокусировки пучка накачки и нестабильности периода анализировалось раздельно и в совокупности. Длина волны накачки приравнивалась 2,128 мкм, так что результаты вычислений могут быть использованы для оценки эффективности преобразования соответствующего ПГС в вырожденном случае. Радиус пучка накачки в перетяжке полагался равным 0,1 мм, при этом предполагалось что основное излучение сфокусировано в центр кристалла.
При этих предположениях имеем :
и для нормированной мощности КГВГ получаем:
р(1) = 1кхКс,№
(20)

а = ЪА/2, = 1!Ъ, р= р-Ы2м>о
и'о - радиус (по уровню е*1 амплитуды) перетяжки пучка основного излучения в фокусе ; Ъ - конфокальный параметр.