Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

1.2. Интенсивность СПР и симметрия кристалла LiNbO3.
Впервые вопрос об интенсивности СПР рассматривался в работе [3]. Когда поляритонная частота (p далека от частоты фонона, достаточно рассматривать квадратичную нелинейную восприимчивость ((2). Будем рассматривать накачку, как плоскую монохроматическую волну с интенсивностью SL и предположим, что углы рассеяния (p,s на частотах (p, (s малы, так что [pic], где А - сечение рассеивающего объёма V, l - длина кристалла. Тогда мощность, рассеиваемая на частоте (s в направлении [pic] в единичный спектральный и угловой интервалы, равна[4]:

[pic] (3) где [pic] - свертка тензора ((2) и ортов поляризации соответствующих волн, ns,p,L - показатели преломления на соответствующих частотах, а [pic] - форм- фактор, описывающий частотно-угловую структуру СПР, когда среда прозрачна на всех трёх частотах. В последнем выражении введено обозначение [pic],.где
[pic] - отстройка волнового вектора поляритона от точного синхронизма.

Тензор квадратичной восприимчивости ((2) однородных кристаллов ниобата лития, использовавшихся в данной работе, имеет вид [5]:

[pic], (4) причём (xxy=-2(yyy, (yxx=-(yyy, (yyz=(xxz, (zyy=(zxx. Кристаллофизические оси ориентированы относительно элементов симметрии следующим образом: ось Z совпадает с оптической осью кристалла, осью симметрии третьего порядка, ось
X перпендикулярна плоскости зеркальной симметрии m, а ось Y лежит в этой плоскости. Геометрии рассеяния, которая была реализована в эксперименте, соответствует схематическая запись X(Z,Y)X+(Z. Здесь последовательность индексов задаёт направления векторов [pic] соответственно. Последнее выражение X+(Z определяет плоскость рассеяния, которая, в свою очередь, задается ориентацией входной щели спектрографа (в данном случае плоскость
XZ). В соответствии с видом тензора нелинейной поляризуемости (4) константа нелинейного взаимодействия равна:

[pic] (5)
Это означает, что регистрировалось излучение, рассеянное на обыкновенных поляритонах.

(2. Рассеяние света на поляритонах в условиях нелинейной дифракции.

Изменение нелинейной восприимчивости в пространстве оказывает воздействие на протекание параметрического процесса в кристалле.
Периодическая модуляция нелинейной восприимчивости влияет на условия пространственного синхронизма[6]:

[pic],

(6) где [pic] - вектор обратной решётки, связанный со слоями-доменами, d - толщина слоя, [pic] - единичный вектор, перпендикулярный слоям, m - целое число. Условия временного синхронизма при этом не меняются. Эффективная нелинейная восприимчивость (5) может быть разложена в виде((eff(2)(():

[pic]

(7)
Амплитуды пространственных гармоник квадратичной восприимчивости имеют вид:

[pic]

(8)
Тогда поляризация на частоте рассеянного излучения выглядит следующим образом:

[pic] (9)
Отсюда видно, что интенсивность рассеянного излучения в направлении, соответствующем m-ому порядку дифракции, пропорциональна Фурье-амплитуде
(m.

Нелинейная дифракция позволяет получить новое уравнение пространственного синхронизма при генерации второй гармоники. В работе [7] исследовали генерацию второй гармоники (ВГ) в слоисто-неоднородном кристалле ниобата бария-натрия. Была прослежена температурная зависимость интенсивности ВГ при нелинейной дифракции света в окрестности сегнетоэлектрического фазового перехода. Выше температуры этого перехода доменов нет, поэтому интенсивность ВГ резко падает, не опускаясь до нуля, так как существует остаточная поляризованность слоёв.

В работе [6] получены спектры нелинейной дифракции в полидоменном кристалле ниобата бария-натрия при параметрическом рассеянии света. При этом вектор нормали слоёв [pic] был перпендикулярен вектору накачки [pic].
Наблюдалось рассеяние в первом и втором порядке дифракции, смещённого по углу относительно нулевого порядка дифракции. По полученным спектрам определены отклонение направления роста слоёв от оптической оси кристалла и период регулярной доменной структуры .

В работе [8] получены одновременно в одном кристалле вторая и третья гармоники излучения 1,064 мкм. При генерации второй гармоники в уравнение волновых векторов входил волновой вектор нелинейной дифракции первого порядка (m=1), а при генерации третьей гармоники - третьего порядка (m=3).
Кристалл состоял из участков с периодическими доменами различной толщины. В каждом процессе участвовала область с доменами, толщина которых удовлетворяла уравнению пространственного синхронизма.

(3. Экспериментальная установка для наблюдения
СПР.

Основными элементами экспериментальной установки (рис.3) для получения спектров спонтанного параметрического рассеяния на поляритонах
(ПР-спектрограф) являются: аргоновый лазер (1) с длиной волны (L=488 нм, нелинейный кристалл (6), две призмы Глана (поляризатор (5) и анализатор
(6)), трёхлинзовая оптическая система (8) для получения углового спектра и спектрограф (10) для получения частотного спектра.

Излучение лазера после направляющих зеркал (2) проходит через диафрагмы (3); служащие для контроля положения накачки. Далее поляризатор
(5) выделяет поляризацию накачки, параллельную щели спектрографа.
Анализатор (6) пропускает сигнальную волну с поляризацией, перпендикулярной выделенной поляризации накачки. Интерференционный фильтр (9) задерживает оставшееся излучение накачки.

[pic]

Рис.3. Оптическая схема для наблюдения параметрического рассеяния.
1. Ar+лазер ; 2. Зеркало ; 3. Диафрагма ; 4. Длиннофокусная линза ; 5.
Призма Глана (поляризатор) ; 6. Образец (кристалл) ; 7. Призма Глана
(анализатор) ; 8. Трехлинзовая система ; 9 Интерференционный фильтр ; 10.
Спектрограф.
Глава 2. Исследование характеристик однородных и слоистых кристаллов ниобата лития с различным содержанием примесей методом спектроскопии СПР.

(1. Образцы кристаллов LiNbO3.

Исследовались кристаллы ниобата лития с различной концентрацией примесей (Табл.1). Кристалл ниобата лития - одноосный отрицательный в видимой области спектра, имеющий большое двулучепреломление (n=ne-no(-0.1.
Концентрация примесей (Nd и Mg) была измерена с помощью рентгеновского микроанализа. Однородные кристаллы No.4,5,6 выращены вдоль оптической оси
Z.

Слоистые кристаллы No.2,3 имели форму параллелепипеда. Примесь неодима практически не влияет на значения показателей преломления. Слои параллельны грани [pic]. Оптическая ось расположена в плоскости ZY под углом 57о к нормали слоев. Кристаллы ниобата лития с вращательными слоями роста и закрепленными на них доменами выращивают путём вытягивания из расплава. В образцах ниобата лития с периодической доменной структурой варьировалась концентрация магния от слоя к слою, соответственно от слоя к слою менялся показатель преломления на малую величину, (n(10-4 [10]. Для выращивания монодоменных кристаллов, которые имеют слои с однонаправленным вектором спонтанной поляризации, прикладывают небольшое напряжение к образцу.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: виды шпор, в контакте сообщения.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки