Нелинейное преобразование частоты в кристаллах некоторых производных стильбена и нитродифенила

• Автор: Калаков, Берген Абитович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ ВТОРОГО ПОРЯДКА И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НЕЛИНЕЙНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ
1.1. Материалы для нелинейного преобразования частоты лазерного излучения
1.2. Методы отбора нелинейных материалов
1.3. Методы измерений квадратичной нелинейной восприимчивости
1.4. Методы измерения электрооптических коэффициентов
1.5. Методы выращивания органических кристаллов
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ
Р-АМИНОСТИЛЬБЕНА И Р,Р’-ЙОДНИТРОДИФЕНИЛА
2.1. Описание кристаллизатора
2.2. Методика подбора растворителя
2.3. Выращивание молекулярных монокристаллов
2.3.1. Р-аминостильбен
2.3.2. Р,р’-йоднитродифенил
ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ СТИЛЬБЕНА И НИТРОДИФЕНИЛА
3.1. Автоматизация экспериментальной установки и обработка результатов измерений
3.2. Исследования порошков исследуемых веществ
3.3. Определение направления кристаллофизических осей
и измерение коэффициентов преломления
ГЛАВА 4. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ Р-АМИНОСТИЛЬБЕНАИ Р,Р’-ЙОДНИТРОДИ-
ФЕНИЛА
4.1. Измерение компонент тензора нелинейной восприимчивости при генерации второй гармоники
4.1.1. Р-аминостильбен
4.1.2. Р,р’-йоднитродифенил
4.2. Измерение коэффициентов тензоров электрооптичес-кого и обратного пьезоэлектрического эффектов
4.2.1. Р-аминостильбен
4.2.2. Р,р’-йоднитродифенил
4.3. Перспективы применения исследуемых монокристаллов
4.3.1. Р-аминостильбен
4.3.2. Р,р’-йоднитродифенил
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
До появления и развития нелинейной оптики нелинейные эффекты наблюдались лишь в сильных низкочастотных электрических и магнитных полях. Эти эффекты были известны ещё в конце прошлого века, например: линейный электрооптический эффект или эффект Поккельса [1,2], квадратичный эффект Керра [3], вращение плоскости поляризации в магнитном поле или эффект Фарадея [3]. Нелинейно-оптические явления, связанные с рассеянием света на акустических и оптических фононах такие, как эффекты комбинационного рассеяния [4,5] и рассеяние Манделынтама-Бриллюэна [6,7], были изучены в 20-х и 30-х годах нашего столетия. Описание этих эффектов можно найти во многих учебниках по оптике, например [8-10].
Основной причиной относительно медленного развития нелинейной оптики в конце прошлого и до середины нашего столетия было отсутствие подходящих источников сильного электромагнитного излучения. При напряженностях поля световой волны, сравнимых с внутриатомными полями, начинают проявляться нелинейно-оптические свойства среды. Начало исследований в этой области можно датировать 1961 г. - именно в этом году была выполнена первая экспериментальная работа [11] по генерации второй гармоники излучения рубинового лазера в кристалле кварца. Сразу после этой публикации стало ясно, что подобного рода исследования открывают широкие возможности, по крайней мере, в двух направлениях. Одно из этих направлений, связанное с изучением новых свойств материалов (нелинейной восприимчивости) и новых эффектов, получило название “нелинейная оптика“. Другое направление - прикладная нелинейная оптика изучает перспективы применения и использования изученных нелинейных материалов для нелинейно-оптического преоб-

поступает на вход фотоэлектронного усилителя (ФЭУ). Фильтры 10 прозрачны на частотах генерации перестраиваемого лазера и обладают практически 100% поглощением на частотах второй гармоники. Фильтры 13 поглощают излучение основной частоты и прозрачны для преобразованного излучения перестраиваемого лазера. В отсутствии нелинейного образца 11 сигнал на выходе фотоприемника находится на уровне шумов. Выход фотоприемника через усилитель (У) подключен к пиковому детектору (ПД), который ’’запоминает” амплитуду сигнала, пропорционального энергии преобразованного излучения. Перед приходом очередного импульса преобразованного излучения показания пикового детектора обнуляются. Сигналы с пиковых детекторов поступают на регистрирующую аппаратуру. При работе по одноканальной схеме светоделительная пластинка не ставится.
Двухканальная схема измерения позволяет исключить влияние нестабильности выходной мощности лазера и изменение мощности генерации при перестройке частоты. Так, при изменении мощности перестраиваемого лазера втрое, изменения регистрируемого сигнала не превышают 10%. В качестве эталонного образца в опорном канале использовался порошок кристаллов мочевины. Диапазон перестройки лазеров расположен далеко от длин волн 90-градусного синхронизма и полос поглощения в этом веществе. Поэтому порошок кристаллов мочевины можно считать идеальным квадратичным детектором плотности мощности излучения лазера. Регистрация излучения на одной и той же частоте, как в измерительном, так и в опорном канале, позволяет также избежать трудностей, связанных с зависимостью квантовой эффективности фотоприёмников от длины волны регистрируемого излучения.
Данный метод измерения компонент тензора квадратичной нелинейной восприимчивости обладает рядом преимуществ перед методами