Фотоиндуцированное рассеяние света в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Скоблецкая, Оксана Васильевна

• Скоблецкая, Оксана Васильевна
• кандидат физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Скоблецкая, Оксана Васильевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФОТОРЕФРАКЦИЯ, ФОТОРЕФРАКТИВНОЕ РАССЕЯНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНЫХ ЧАСТОТ НА КУБИЧНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

1.1. Фотовольтаический эффект

1.2. Электрооптический и фоторефрактивный эффекты

1.3. Генерация разностных частот на кубичной нелинейности

1.4. Селективное и неселективное фоторефрактивное рассеяние

ГЛАВА 2. ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В КРИСТАЛЛАХ

2.1. Фотовольтаический эффект на квадратичной и кубичной нелинейностях

2.2. Фотовольтаический эффект в легированных и нелегированных кристаллах ЫЫЬОз

ГЛАВА 3. ФОТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В КРИСТАЛЛАХ

НИОБАТА ЛИТИЯ

3.1. Фоторефрактивный эффект в легированных кристаллах

3.2. Особенности электрооптического эффекта в кристаллах ниоба-

та лития

ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНЫХ ЧАСТОТ НА КУБИЧНОЙ

НЕЛИНЕЙНОСТИ

4.1. Генерация разностных частот

4.2. Коноскопические фигуры на разностной частоте

4.2. Коноскопические фигуры на разностной частоте

4.3. Интенсивность излучения на разностной частоте

ГЛАВА 5. ФОТОРЕФРАКТИВНОЕ РАССЕЯНИЕ ПРОХОДЯЩЕГО

ЧЕРЕЗ КРИСТАЛЛ ИЗЛУЧЕНИЯ

5.1. Фоторефрактивное рассеяние света в нелегированных кристаллах ниобата лития

5.2. Фоторефрактивное рассеяние света в легированных кристаллах ниобата лития

5.2.1. Рассеяние в несфокусированных пучках лазерного излучения

5.2.2. Рассеяние в сфокусированных пучках лазерного излучения

5.3. Селективное рассеяние света в нелинейных оптических кристаллах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фотоиндуцированное рассеяние света в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития»

Введение

Успешное развитие лазерной техники позволило реализовать многочисленные эксперименты в области нелинейной оптики. Практически любой эффект нелинейной оптики может быть положен в основу оптических приборов, которые приобретают новые уникальные свойства и значительно расширяют свои характеристики [1-6].

В настоящее время большое внимание уделяется исследованию сегнето-электрических фоторефрактивных сред и особенностям взаимодействия этих сред с лазерным излучением при различных внешних факторах. Считается, что фоторефрактивные среды являются перспективными для создания на их основе новых элементов информационной техники [1-6].

В фоторефрактивных средах реализуется одновременно несколько оптических эффектов. Под действием оптического излучения происходит заброс электронов в зону проводимости (фотопроводимость). Электроны из-за отсутствия центра симметрии среды, перемещаются в образце, а затем закрепляются на особых уровнях. В местах закрепления электронов возникают сильные электрические поля (фотовольтаический эффект) [7-42]. Под действием электрического поля в образце изменяется показатель преломления (фоторефрактивный эффект) [26, 39, 42-84].

Сопутствующими данным эффектам являются генерация излучения разностной частоты (а>4 = со + со - со), с частотой 004, совпадающей с частотой со падающего на образец излучения (фоторефрактивное рассеяние) и нестационарное изменение доменной структуры образца во времени [85-100].

Эти эффекты оказывают друг на друга взаимное влияние, усложняют протекание каждого процесса, а нестабильность доменной структуры приводит к изменению ряда характеристик процессов во времени.

Ряд данных эффектов интенсивно исследовался; в литературе, в журнальных статьях приведены многочисленные результаты. Но несмотря на это, в целом, проблема взаимного влияния эффектов друг на друга, выявление особенностей протекания процессов, учет неизвестных деталей этих процессов вызывают глубокий интерес и требуют дальнейшего изучения.

Одним из наиболее эффективных фоторефрактивных кристаллов является кристалл ниобата лития (1л№>03). Эти кристаллы обладают высокими нелинейными, электрооптическими, пироэлектрическими, фотогальваническими, пьезоэлектрическими свойствами, что позволяет применять их для создания устройств преобразования частоты оптического излучения, при голографиче-ской записи информации.

Поскольку практическое применение кристаллов 1л№Юз и других нелинейных сред довольно часто затруднено сопутствующими эффектами, то становятся актуальными исследования, направленные на выяснение природы различных "мешающих" оптических эффектов. Также становится важным поиск путей управления свойствами различных нелинейных материалов.

Можно отметить, что фоторефрактивные изменения в сегнетоэлектрических

н

средах имеют связь со зачительным фотоиндуцированным рассеянием света и его разновидностями [95-119]. В настоящее время считается установленным, что различные оптические повреждения и фотоиндуцированное рассеяние света в нелинейных фоторефрактивных кристаллах обусловлено тем, что в области облучения возникает электрическое поле, за счет которого происходит изменение показателя преломления.

Наиболее ярко эффекты фоторефракции, фоторефрактивного рассеяния и сопутствующие эффекты выражены в кристаллах 1лМЮз. Для выявления особенностей данных эффектов целесообразно провести исследования на одном

кристалле, кристалле ниобата лития, используя чистые и легированные кристаллы.

Основной целью работы являются систематические исследования закономерностей и особенностей протекания фотовольтаичекого и фоторефрактивно-го эффектов, фоторефрактивного рассеяния света и сопутствующих процессов в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи.

1. Проведен систематический анализ литературных данных по наблюдаемым эффектам в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития.

2. Рассмотрена аналогия между фотовольтаическим эффектом и эффектом оптического выпрямления.

3. Проведен анализ фотовольтаического эффекта на кубичной нелинейности для кристалла ниобата лития.

4. Исследованы и зарегистрированы ряд особеностей протекания фотовольтаического эффекта в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития.

5. Исследованы характерные особености записи и считывания фоторефрактивного изменения показателя преломления в легированных кристаллах ниобата лития.

6. Изучен фоторефрактивный эффект при острой фокусировке излучения в кристалл.

7. Обнаружен и исследован эффект закрепления электрооптических изменений показателя преломления в кристаллах 1ЛМЮз.

8. Рассмотрена генерация разностных частот на кубичной нелинейности.

9. Экспериментально исследовано фоторефрактивное рассеяние света в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития в сфокусированных и несфокусированных пучках лазерного излучения.

б

10. Исследована нестационарная кольцевая структура в пучках рассеянного излучения.

Таким образом, основное внимание в работе уделено исследованию нелинейных оптических эффектов в кристаллах ниобата лития, взаимодействию излучений с различными частотами на кубичной нелинейности.

Все полученные в диссертационной работе научные результаты и используемые методы могут служить основой для создания новых нелинейно-оптических элементов и на их основе приборов нового типа, применяемых в различных оптических линиях связи, для создания новых запоминающих устройств.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 155 наименований. Работа содержит 117 страниц, включая 27 рисунков.

Первая глава посвящена обзору литературы по вопросам различных нелинейных оптических явлений. В частности рассмотрены различные модели и закономерности фотовольтаического и фоторефрактивного эффектов, особенности электрооптического эффекта. Проведен обзор литературных данных по экспериментальному исследованию фотоиндуцированного рассеяния света, его разновидностей и особенностей.

Во второй главе приведены исследования фотовольтаического эффекта в кристаллах ниобата лития. Изучается влияние различных нелинейных компонент на протекание данного эффекта. Исследования проводились на легированных кристаллах ниобата лития.

В третьей главе рассматриваются экспериментальные результаты по фото-рефрактивному и электрооптическому эффектам. Исследуются температурные и временные зависимости двулучепреломления в легированных кристаллах ниобата лития. Экспериментально и теоретически изучались причины фиксирования электрооптических изменений показателя преломления в нелинейных кристаллах.

Четвертая глава посвящена теоретическим расчетам коноскопических фигур и интенсивности рассеянного излучения на разностных частотах с учетом ■ различных видов взаимодействий лучей падающего излучения. Рассмотрена возможность генерации разностных частот и реализациии различных нелинейных взаимодействий на кубичной нелинейности.

В пятой главе исследуется фоторефрактивное рассеяние лазерного излучения в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития. Рассчитаны характеристики селективного рассеяния на кубичной нелинейности для условий фазового синхронизма для кристаллов ниобата и иодата лития.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Между эффектом оптического выпрямления и фотовольтаическим существует глубокая аналогия, основанная на общих закономерностях протекания процессов как на квадратичной, так и на кубичной нелинейностях.

2. Фотовольтаический эффект на кубичной нелинейности в кристаллах ниобата лития возникает за счет асимметрии используемых оптических частот.

3. Кольцевая нестационарная структура в фоторефрактивном рассеянии обусловлена нестабильностью доменной системы кристалла и возможна для любых срезов (например, х, у или г).

4. При возбуждении разностных частот СО4 = 2со — со = со на кубичной нели- • нейности нефокусируемыми коллинеарными пучками излучения условия фазового синхронизма осуществляются для шести типов взаимодействии для любого направления в кристалле. Для оставшихся десяти взаимодействий фазовый синхронизм реализуется только вдоль оптической оси, но зато для этих взаимодействий в любом направлении в кристалле могут быть выполнены условия векторного синхронизма.

5. В кристалл ниобата лития можно записать не только топографические дифракционные решетки, но и искусственные нелинейные элементы.

Основные результаты работы изложены в статьях [120-139] и докладывались:

1) на Дальневосточной научно-практической конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока", Владивосток, 1995 г.;

2) 39-й научно-технической конференции "Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Дальневосточного региона", ДВГУПС, Хабаровск, 1995 г.;

3) 41-й, 42-й и 43-й научных конференциях ХГПУ, Хабаровск, 1995, 1996, 1997г.;

4) 11-й Международной Вавиловской конференции по нелинейной оптике, Новосибирск, 1997 г.;

5) Научно технической конференции ДВГУПС, Хабаровск, 1997 г.;

6) 2-й Международной конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока", Владивосток, 1997 г.;

7) Международной научной конференции молодых ученых Сибири и Дальнего Востока и стран АТР "Молодежь и наука - регионам", Хабаровск, 1997 г.

Часть научных результатов получена при выполнении фундаментальной научно-исследовательской темы ДВГУПС N 1049 "Исследования нелинейных и сопутствующих им линейных процессов в новых оптических кристаллах".

ГЛАВА 1. ФОТОРЕФРАКЦИЯ, ФОТОРЕФРАКТИВНОЕ РАССЕЯНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНЫХ ЧАСТОТ НА КУБИЧНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

1.1. ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Появление электрического тока в среде обычно вызвано наличием электрического или магнитного полей, а при освещении оптическим излучением связано либо с наличием градиентов температурных полей, градиентом концентрации примесей, либо с градиентом напряженности световых полей.

В последние годы обнаружен фотовольтаический эффект в кристаллах. Этот эффект заключается в том, что при однородном освещении кристалла в нем наблюдается возникновение стационарного тока и кристалл становится источником фото-эдс. Если освещение производится в режиме разомкнутых электродов, то на них генерируется аномально большое фотонапряжение и =

л г

=10 10 В. Фотовольтаический эффект возможен во всех средах без центра " симметрии [12, 78] или в центросимметричной среде при отсутствии симметрии по частотам [89, 90, 93, 140, 141].

Фотовольтаический эффект был обнаружен Глассом с сотрудниками [9 -12]. Под действием освещения наблюдалось возникновение постоянного электрического тока в кристаллах. В [9 -13] впервые стационарные фотовольтаиче-ские токи были связаны с наличием в кристалле собственного выделенного направления - полярной оси.

Экспериментально Глассом с сотрудниками было показано [9 - 13], что постоянные фототоки линейно зависят от интенсивности падающего излучения.

Сам фотовольтаический ток является проявлением асимметрии элементарных электронах процессов, которые сказываются на кинетике электронов в асимметричных средах.

К средам, не обладающим симметрией к пространственной инверсии относятся не только кристаллы, но и изотропные жидкости и газы, содержащие правые или левые молекулы (то есть наличие оптической активности). Источниками неравновесности могут быть свет, звук, потоки частиц, зарядов, тепла и других физических величин [8].

Факт существования фотовольтаического эффекта можно рассмотреть на примере нескольких моделей.

1. Модель асимметричных потенциальных ям [8, 16].

Асимметрия потенциальной ямы приводит к асимметричному выбросу электрона с уровня примеси в зону проводимости и к стационарному фото-вольтаическому току. Асимметрия потенциала примесного центра определяется направлением спонтанной поляризации, а, следовательно, плотность фотовольтаического тока II для интенсивности падающего излучения I с частотой ю:

= еа1(р+1+ - р.1.)/<оП, (1.1)

где 1 - свободный пробег электрона; а - коэффициент поглощения; р± - вероятности движения электрона по направлениям волнового вектора.

По [13] для фотовольтаического тока было получено:

1 = к1а, * (1.2)

где к - постоянная Гласса

к = е(1+р+ - 1_р_ + 1'+р'+ - 1'_р'_)/соЬ. (1.3)

Данная модель в [8] учитывает три вклада в возникающий ток: поглощение, рекомбинацию и рассеяние. Учитывая все вклады, фотовольтаический ток определяют как:

и

1Ф = е-^(у0-ут)^ (1.4)

ЙсоГ

где Уо - скорость частицы, появляющейся после акта поглощения; Г - время

XI

ионизации за счет столкновения; —--число частиц; ут - скорость термализо-

ЙсоГ

ванных частиц; £ - характеризует степень асимметрии потенциала. Знак тока зависит от соотношения между у0 и ут.

2. Модель фотоиндуцированных флуктуаций [17-20]. Предполагается, что локализация возбужденного электрона в ловушке может привести к локальному изменению спонтанной поляризации, то есть к ло- . кализованной флуктуации. Из-за изменения спонтанной поляризации Р5 появляется электрическое поле, в котором передвигаются электроны, а, следовательно, происходит появление фотовольтаического тока.

По [18]

]фв = АР8епцУЫ/8, (1.5)

где N и п - концентрация локализованных флуктуаций и свободных неравновесных электронов; ц - подвижность носителя.

Существенно, что в модели фотоиндуцированных флуктуаций фотоволь- • таический ток обусловлен движением носителя под действием отличного от нуля макроскопического поля, о чем можно судить из экспериментальных данных [17,20].

3. Асимметрия функции распределения неравновесных электронов.

В сегнетоэлектрике существует свой собственный [9, 13] фотовольтаиче-ский ток, по порядку величины близкий к примесному. Этот ток возникает за

счет асимметрии рассеяния на примесях и фононах. Также асимметрия электронных процессов в сегнетоэлектрике связана с асимметричной формой потенциала примесных центров и их одинаковой ориентацией в решетке по отношению к направлению спонтанной поляризации.

Не только возбуждение и рекомбинация [19, 21], но и рассеяние на диполь-ном центре с асимметричным потенциалом является асимметричным, а, следовательно, приводит к появлению асимметричной части в функции распределения, то есть к стационарному току.

Эффект возникновения тока при освещении кристалла возможен и в беспримесных средах за счет электрон фононного рассеяния [16].

Постоянная составляющая электрического тока в однородной среде может быть записана следующим образом [8]:

^ = сг0^ + р°ыЕ1Еп + а°ппшЕ1ЕпЕт + упптЕ1ЕпЕт +

+ рПп(©)Е,Еп , (1.6)

где Е - постоянное электрическое поле; Е(со) - напряженность поля с частотой ю; Р - фотовольтаический тензор.

Первые три члена описывают статическую проводимость с учетом нелинейных поправок, четвертый - фотопроводимость. Последнее слагаемое описывает фотовольтаический эффект - фототок в среде в отсутствие постоянного электрического поля.

Вся информация о фотовольтаическом эффекте заключена в тензоре рпп(со). Он может быть отличен от нуля лишь в средах без центра симметрии [22]. Действительная часть р1п1 симметрична по последним индексам

Рип = Ры, (1.7)

а мнимая антисимметрична [23 - 25], тогда

]*.! = Р'ыЕпЕ, + ф"„[ЕЕ*],. (1.8)

Фототоки, описываемые (3^1 называются линейными. Второе слагаемое отлично от нуля только для эллиптически поляризованного света, поэтому связанные с ним фототоки называют циркулярными. Замечено, что только в полярных кристаллах ток ]фв, усредненный по поляризации света, может быть отличен от нуля.

Электрический ток может быть направлен как вдоль оптической оси (г), так и вдоль кристаллофизических осей (х и у). Направление постоянного электрического тока, вызванного освещением, определяется соответствующим значением компонент Поскольку Р2П[ примерно на порядок превышает (Зхп) и рупь то наиболее ярко этот эффект выражен вдоль полярной оси кристалла.

Особенно много работ по фотовольтаическому эффекту опубликовано по сегнетоэлектрикам, в которых этот эффект проявляется наиболее ярко [24].

Основными экспериментальными результатами, позволяющими установить существование фотовольтаического эффекта, являются: длительный характер изменений токов, аномально большие значения фотонапряжений, линейная зависимость ]фВ от интенсивности света, зависимость фототока от поляризации света [9-16].

Аномально большие фотонапряжения обнаружены в 1л№>03 [9, 13, 16, 27], ВаТЮз [19,28], К№>03 [29, 30], 8Ь81 [31] и других.

Теория указывает на возможность зависимости знака фотовольтаического тока от частоты света и температуры [17, 19, 32]. В [32] также приводятся наблюдения постоянных токов в БЬБ! под действием рентгеновского излучения.

В литературе рассматривается вероятность влияния примесей на величину фототока [9, 33, 34]. Сделан вывод, что на величину константы Гласса (к) влияет не концентрация примеси, а ее тип. Но в [35] обнаружена зависимость к от степени легирования, там же обнаружено нарушение линейности фотовольтаи-

ческого тока, то есть к начинает зависеть от интенсивности падающего излучения.

Если поместить кристалл в магнитное поле, то возникнет добавка к фототоку

Ají = Yiinm E,EnHm . (1.9)

Вклад в Aj¡ вносит механизм, основанный на силе Лоренца, действующей на поток электронов, возникающий за счет фотовольтаического эффекта. Второй механизм связан с поляризацией спина электрона при фотоионизации электронов с парамагнитных примесей. Этот механизм имеет существенной значение при низких температурах [18,16].

С общефизической точки зрения важнейшей особенностью фотовольтаического эффекта является его прямая связь с отсутствием детального равновесия в средах без центра симметрии. Фотовольтаический эффект является лишь одним из явлений переноса нового типа в таких средах. Многие явления еще предстоит обнаружить. Практическое применение этого эффекта очень перспективно. Аномальные фотонапряжения в настоящее время используются для создания фотопереключателей и затворов. Заслуживает внимания и вопрос создания солнечных батарей на основе фотовольтаического эффекта [36].

Анализ имеющихся данных [37, 39] приводит к выводу, что фотогальвани- ' ческий ток следует связывать с макроскопическими неоднородностями в кристалле. Исследованы чистые и легированные Fe и Си кристаллы LiNb03 [38 -41]. В результате предложена новая модель явлений переноса заряда в "однородных" сегнетоэлектрических кристаллах. В отличие от других моделей, в ней учитываются не одиночные примесные центры, а их групповые образования, приводящие к глубокой модуляции спонтанной поляризации. При наличии сети потенциальных барьеров (образованных за счет модуляции Ps) нельзя рассматривать диффузионные и фотогальванические токи как два независимых механизма транспорта носителей. Они оказываются связанными. Фотогальва-

нический ток является следствием асимметрии диффузии носителей в пространстве встречно ориентированных локальных полей.

1.2. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ И ФОТОРЕФРАКЦИОННЫЙ

ЭФФЕКТЫ

1.2.1. Электрооптический эффект

Электрооптическим эффектом называют изменение показателя преломления вещества в зависимости от приложенного электрического поля. Электрооптический эффект (эффект Поккельса [42]) имеет место только в кристаллах, лишенных центра симметрии. Широкое применение линейного электрооптического эффекта связано с наличием целого ряда кристаллов, обладающих значительным электрооптическим эффектом.

Среди кристаллов кубической системы существуют такие, которые обладают наибольшими значениями компонент тензора rkn (ответственным за данный эффект). В частности, к достаточно эффективным кристаллам относится кристалл LiNb03 класса Зш. Это одноосный кристалл, у него отличны от нуля следующие компоненты тензора [rkn] [6]:

го = r23; r33; r42 = r51; r22 = -r!2 = -r61. (1.10)

Если к кристаллу приложить электрическое напряжение, то уравнение оптической индикатрисы для произвольного направления вектора напряженности электрического поля Е записывается:

(а10 - r22Ey + rJ3Ez)x2 + (а10 + r22Ey + r13Ez)y2 + + (а30 + r33Ez)z2 + 2r42Eyyz + 2r42Exxz - 2r42Exxy = 1. (1.11)

С помощью кристаллов ЫМЮз возможны различные варианты модуляции света.

У кристаллов КШ, Ь1ЫЬ03 и 1лТа03 наблюдается изменение показателя преломления при больших плотностях светового пучка [43 - 45]. Но неоднородное изменение п по сечению пучка приводит к рассеянию света. В [45] указывается на возможность этого явления по причине фотоионизации носителей, захваченных глубокими ловушками, и их диффузии в электрическом поле. Поле возникающего нескомпенсированного пространственного заряда изменяет показатель преломления электрооптического кристалла. Таким образом, например, для кристалла ЬлМЮз плотность световой энергии не должна превышать 1 Вт/см2.

Линейный электрооптический эффект имеет место только в кристаллах, лишенных центра симметрии. Но в средах, обладающих центром симметрии существует так называемый квадратичный электрооптический эффект, состоящий в том, что изменение показателя преломления вещества пропорционально квадрату электрического поля. Наибольшим квадратичным электрооптическим эффектом обладают кристаллы группы перовскитов, например, ЫЫЬОз.

В уравнении оптической индикатрисы

£ (гикЕк + ё^к1ЕкЕ| + 1/п2у)Х1Х; =1, (1.12)

№

где 1, к, 1 = 1, 2, 3; пу = 0, при I член гукЕк характеризует линейный электрооптический эффект; член ё^к1ЕкЕ1 ответственен за квадратичный электрооптический эффект.

Установлена связь между коэффициентами тензора линейного электрооптического эффекта и тензора квадратичных электрооптических коэффициентов [4, 5, 46] для 1л№Ю3. Поскольку тензор % может записываться и с двумя индексами, то связывающие уравнения записываются:

(1.13)

(1.14)

(1.15)

где г) = —; ес и еа - диэлектрические проницаемости вдоль осей с и а.

Рр

В [46] по экспериментальным значениям линейных коэффициентов Гц , спонтанной поляризации Ps и диэлектрических проницаемостей получены квадратичные электрооптические коэффициенты для некоторых сегнетоэлек-трических материалов. В частности, для LiNbCb*. g44= 0.11; (gn - gn) = 0.12; gn = 0.16; g12 = 0.043 (-10-15 (см/В)2).

Электрооптические свойства сегнетоэлектрических кристаллов существенно зависят от того, электрически закорочен (Е = const) или разомкнут кристалл в процессе измерения [47].

По [47] внешнее электрическое поле вызывает поляризацию кристаллической решетки, которая, в свою очередь, приводит к сдвигу соответствующих энергетических уровней.

Линейный электрооптический эффект в кристаллах типа АВОз обусловлен деформациями структуры, вызываемыми возникновением спонтанной поляризации. В кристаллах LiNb03 и LiTa03 [48, 49] электрооптический эффект на 90% определяется ионными или решеточными вкладами и лишь на 10% - электронными.

В [50] экспериментально и теоретически определялись знаки нелинейных оптических коэффициентов (НОК) второго порядка, ответственных за генерацию второй гармоники и первичный линейный электрооптический эффект, что обуславливает возможность совершенствования теории нелинейных оптических свойств твердых тел.

Пз = |[(gii)P + 2(g12)p - (g44)P]e0(ec -1) 4» 3 7

Гзз = ^[(gll)p + 2(g12)p - 2(g44)p]60(6c -1) 4. 3 V

Г51 = f [(gll)p + 2(gl2)p - ^(g44)p]e0(6a -1) 4 >

Описан новый метод определения знака коэффициентов, в основе которого [ежит эффект оптического выпрямления [50, 51]. Экспериментально определяюсь знаки НОК, в частности, кристаллов 1лМЮ3 и Ш03, которые оказались юложительными. Отмечено, что знак может меняться в зависимости от вклада (торичного линейного электрооптического эффекта.

Значительным электрооптическим эффектом обладают кристаллы класса ■шш (ВаТЮз, 8гхВа,.х№)20б, Ко.61ло.4МЬОз, КТа^Ь^Оз, К8г2МЬ5015) 43, 52 - 56] при температурах ниже точки Кюри Тк (то есть они являются сег-[етоэлектриками). При температурах выше Тк в них обнаруживают квадратич-[ый электрооптический эффект [6]. Для этих кристаллов отличны от нуля ко-ффициенты тензора гкп

Г,з=Г2з; Г33; Г42 = Г5ь (1.16)

уравнение оптической индикатрисы имеет вид:

ООО

(а10 + г13Е2)х + (а10 + г]3Е2)у + (а30 + г33Е2)2 +

+ 2г42Еуу2 + 2Г42ЕхХ2 =1. (1-17)

Эффективный электрооптический коэффициент определяется выражением

Гэ = Пе3 Г33 - П03 Г1з (1.18)

растет при приближении температуры к точке Кюри.

Свет модулируется различным направлением приложенного электрическо-о поля [6].

Широко исследованы электрооптические свойства кристаллов типа КЕ)Р 57]. По [47] температурнозависящая низкочастотная полярная мода в КОР, от-етственная за сегнетоэлектрические свойства, дает основной вклад (90%) в оэффициент линейного электрооптического эффекта г63.

Высокими оптическими свойствами обладает кристалл а-ШОз [58] он принадлежит к классу 222, имеет три отличных от нуля электрооптических компоненты: Г41, г52, Гбз. Изменение интенсивности падающего света в зависимости от прикладываемого к кристаллу поля Е] имеет вид:

I = 1о «Й2 [^(П, - р + Ар)]. (1.19)

А,

Получены экспериментально значения электрооптических коэффициентов а-ШОз [59]

г41 = 7.3 ± 20%; г52 = 7.6 ± 10%; г63 = 88 ± 10% (-Ю*15 (см/В)2).

Еще одним кристаллом, обладающим большой оптической активностью, является кристалл иодата лития ЬлЮз. Этот кристалл принадлежит к нелинейно-оптическим кристаллам класса симметрии 6. Для кристалла иодата лития (также и для других) удельная электропроводность ст, связывая плотность тока и напряженность электрического поля, является тензором второго ранга

)т = атпЕп. (1.20)

Электропроводность разновидности а-ШОз зависит от рода примесей, попавших в кристалл. Проводимость иодата лития по переменному току зависит от частоты (ст растет с увеличением частоты) [60, 61]. Ш03 обладает большими электрооптическими коэффициентами, так, для излучения с X = 0.63 мкм они равны:

г33 = 6.4 ± 15%; пз = 4.1 ± 15%; г4) = 1.4 ± 15; г5, = 3.3 ± 20% (-КГ15 (см/В)2).

Несколько отличающиеся данные по электрооптическим содержатся в [62].

1.2.2. Фоторефрактивный эффект

Одним из эффектов, обусловленных взаимодействием мощного излучения с веществом является фоторефрактивный эффект, то есть эффект оптического искажения. Этот эффект заключается в наведенном изменении показателя преломления. Сначала фоторефрактивный эффект проявил себя как явление, ограничивающее применение нелинейных кристаллов. Но это же явление позволило использовать кристаллы для обратимой голографической записи.

Впервые фоторефрактивный эффект (или индуцированное светом изменение показателя преломления) в сегнетоэлектрических кристаллах наблюдали Ашкин с соавторами [44] и Чен с соавторами [65] в 1966 году (использовались кристаллы ЫМЮз и ЫТаОз). Фактически фоторефрактивный эффект [7, 44, 65] сводится к локальному обратимому изменению Дп кристалла при его освещении. Неоднородность возникает вдоль луча лазера и главным образом изменяется показатель преломления необыкновенного луча пе (понижается). Изменение Дп может достигать 10"3 единиц, время памяти от нескольких секунд до нескольких месяцев [65]. Описать процессы, происходящие при фоторефрак-тивном эффекте, можно на основе нескольких моделей.

1. Модель Чена.

Дальнейшие исследования проводились Ченом [7]. Было установлено, что наведенные изменения Дп ограничены, в основном, диаметром проходящего луча. При анализе механизма образования оптического искажения важно учитывать его зависимость от длины волны облучающего света. Эта зависимость исследована [65] и сделаны некоторые выводы. Измерения проведены в области длин волн 400 -ь 800 нм, в качестве источника излучения использовались

ксеноновые 500-ваттные дуговые лампы. Уменьшение An наблюдалось с увеличением длины волны.

Первая качественная модель фоторефрактивного эффекта была предложена Ченом [7]. Согласно его объяснениям, в кристалле существуют электронные ловушки, часть которых до облучения не заполнена электронами. Еще до облучения в кристалле существует "свое" внутреннее электрическое поле Ej. Это поле направлено противоположно вектору спонтанной поляризации Ps. При облучении в освещенной области появляются фотовозбужденные электроны, которые под действием поля Е\ дрейфуют в направлении положительного полюса Ps, оставляя за собой ионизированные ловушки заряженными положительно. Так как за пределами освещенной области фотовозбуждение отсутствует, то на границе этой области электроны захватываются свободными ловушками. Для глубоких ловушек температура оказывается недостаточной для вторичного возбуждения и происходит объемное разделение зарядов, приводящее к образованию локального поля пространственного заряда Es, которое вследствие линейного электрооптического эффекта приводит к локальному изменению An. Распределение поля пространственного заряда показано на (Рис. 1.1).

По Чену [7, 67]:

Д(пе - п0) ~ N(te) » N't d[l - exp(-AIte)] и N'tdAIte , (1.21)

где N(te) - число электронов, прошедших через 1 см2 облученной области за время облучения te; N't - число заполненных электронных ловушек; А=(3-а, где а - коэффициент поглощения; (3 - число электронов, освобожденных из ловушек на единицу энергии поглощенного излучения; I - плотность потока падающего излучения (Вт/см2).

Таким образом, наведенные изменения показателя преломления в области насыщения прямо пропорциональны плотности мощности падающего излучения, что подтверждено экспериментально. Термическое возбуждение захвачен-

ных электронов, которое не учитывалось в предыдущих уравнениях, уменьшает величину Д(пе - п0).

Модель Чена объясняет многие экспериментальные результаты (пространственное изменение Дп, зависимость от мощности излучения, анизотропию и так далее), но в некоторых кристаллах длительное существование больших полей может быть поставлено под сомнение.

2. Модель Джонстона.

В своей работе [68] Джонстон предложил модель, которая лучше соответствовала экспериментам и не требовала постулирования спонтанного поля.

Пироэлектрический кристалл (по классу симметрии) в результате ионизации или заполнения определенных ловушек может изменять макроскопическую поляризацию (подобно поляризации решетки полем объемного заряда) [69]. Пространственная неоднородность пироэлектриков, содержащих фотовозбужденные дефекты, обусловлена пространственным изменением макроскопической плотности поляризации.

Индуцированная оптическая неоднородность возникает, если на периферии луча достаточно ловушек для захвата электронов, а рекомбинация на донорных уровнях отсутствует.

Применительно к 1л№)03 [4, 5]. Допустим, что в кристалле существуют дефекты, отличающиеся зарядовыми состояниями: Д°, -Д+ и Д". Ионизация нейтрального состояния Д° переводит его в Д1" и при этом увеличивается поляризация элементарной ячейки кристалла р;. Дефект Д' возникает в случае захвата электрона ловушкой, в результате чего р| уменьшается.

Рис. 1.1. Распределение поля пространственного заряда 1 - область луча лазера, Р5 - вектор спонтанной поляризации, Ез - напрвление вектора напряженности поля пространственного заряда

Таким образом, в модели Джонстона к появлению макроскопического поля внутри кристалла (которое до облучения отсутствует) приводит фотоиндуци-рованное изменение поляризации. Это появившееся поле и заставляет передвигаться электроны определенным образом.

Изменения показателя преломления и поляризации связаны выражениями:

где Гу - макроскопический электрооптический коэффициент. 3. Диффузионный механизм.

Свою теорию механизма фоторефрактивного эффекта выдвинули Амодей и Стайблер [70, 71]. Они рассматривали два механизма, под действием которых происходит движение электронов:

а) дрейф под действием внутреннего поля (подобно модели Чена);

б) диффузия электронов.

В [70] рассмотрено соотношение этих механизмов при записи интерференционной решетки в кристалле путем наложения двух плоских волн.

Под влиянием электрического поля и вследствие термодиффузии ионизированные свободные носители образуют пространственно неоднородный ток. Протекающий через кристалл ток приводит к образованию пространственного заряда. Критическое значение поля Екр, при котором оба механизма дают равные вклады в проводимость:

Апе = -(п3е/2)[г33АРз/(езз-1)], Ап0 = -(п20/2)[г13АР3/(833 - 1)],

(1.22) (1.23)

Екр = (кТ/е)К,

(1.24)

где к - постоянная Больцмана; Т - температура; К =--пространственная

1-/

частота; Ь - период дифракционной решетки.

Если внешнее и внутреннее поля значительно больше Екр, то диффузионным механизмом пренебрегают. В [67, 71, 72] показано, что если освещать кристалл пучком с однородным распределением интенсивности (ё » 1 мкм), то вкладом диффузионного механизма можно пренебречь. В обратном случае, диффузия является единственным механизмом, объясняющим фоторефрактив-ный эффект.

4. Оптическое возбуждение дипольных моментов примесных ионов.

Оптическое возбуждение дипольных моментов примесных ионов исследовалось Глассом с сотрудниками [73, 74]. Данный механизм рассматривается на примере кристаллов 1ЛМЮ3 и 1лТа03, легированных ионами меди и хрома. В этих кристаллах за счет разницы дипольных моментов при возбужденном и основном состояниях примесей изменяется макроскопическая поляризация.

Ацентричная полярная решетка кристалла поляризует примесные ионы. При возбуждении светом заряды примесных ионов перераспределяются и происходит изменение дипольного момента.

ТЛ V и

В полярной кристаллическои решетке изменения дипольных моментов складываются и дают макроскопическое изменение поляризации.

5. Другие модели, объясняющие фоторефрактивный эффект.

Леванюк и Осипов [75 - 78] рассматривают оптическое искажение как результат возбуждения светом донорно-акцепторных пар. Возбужденный акцептор (электрон) захватывается положительным донором. При этом существенно меняется электронная поляризуемость. Величина наведенного изменения Дп пропорциональна концентрации возбужденных доноров.

В нескольких работах [75 - 80] рассматривается фотоиндуцированная спонтанная поляризация. При данном механизме изменение Дп происходит за счет перезарядки примесных центров.

Облучение светом приводит к искажениям не только в примесном атоме, но и в его окружении. Дипольный момент атома примеси меняется, а следовательно меняется и спонтанная поляризация Р5. Это изменение Р$ вызывает появление деполяризующего электрического поля (при длительном освещении поле в области пятна уменьшается до 0). Зависимость Дп от температуры и интенсивности света определяется конкретным механизмом возбуждения.

Такой механизм фоторефракционного эффекта использовался для объяснения экспериментов в ряде работ [13, 79 - 83]. Экспериментальное исследование

л I

в работах [10, 73, 74, 84] показало, что при оптическом возбуждении ионов Сг и Си2+ в 1лТа03 и 1л№Ю3 имеет место изменение спонтанной поляризации, связанное с изменением дипольного момента примеси. Найдены зависимости Р8 от температуры и концентрации премесей.

1.3. ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНЫХ ЧАСТОТ НА КУБИЧНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

При распространении в нелинейных средах мощного лазерного излучения возникает волна нелинейной поляризации, которая является источником излучения на новых частотах.

Поляризацию среды можно разложить на компоненты и записать [42, 85, 86]:

Р; = + Хик^Ек + вуы^ЕкЕ, + ..., (1.25)

где Ej - компоненты электрических полей; ау - линейная, %ук и 6^1 - соответственно, квадратичная и кубичная нелинейные компоненты восприимчивости среды.

Существует уравнение, описывающее процесс генерации и распространения суммарных и разностных частот. Используя уравнения Максвелла, нахо- . дим нелинейное волновое уравнение [85, 86]:

rot rot Е + (s/c)(d2E/at2) = (-47t/c)(d2PHJ,/dt2). (1.26)

Для образования гармоники существенную роль играет фазовый синхронизм, то есть выполнение условия Дк = 0.

Возможна генерация гармоник и в направлении отраженного луча [87 - 89]. Возбуждение высших оптических гармоник является наиболее типичным и одним из самых простых процессов. Процесс возникает при падении на нелинейную среду лишь одной волны с частотой со. В зависимости от конкретных свойств среды, напряженности поля падающей волны, условий реализации взаимодействия в нелинейной среде, возникают волны различных кратных частот meo. Реально (в газах) наблюдались такие волны с частотами до 9со [89].

Генерация третьей гармоники описывается тензором четвертого ранга. Соответствующая нелинейная поляризация имеет вид [85]

P¡ (Зсо) = £ eijki(3©=co+03+(o)Ej(co)Ek(co)Ei((o), (1.27)

jkl

где каждая из компонент i, j, k, 1 пробегает три значения, соответствующие де- • картовым проекциям х, у, z. Разлагая в ряд Фурье электрические поля, решая нелинейное волновое уравнение, получаем связь между волновыми векторами:

k = ki + к2 + к3, (1.28)

где к|, к2 и к3 - волновые векторы падающего излучения (о или е).

Это соотношение отражает закон сохранения импульса при нелинейном преобразовании излучения в третью гармонику. Причем, выражение для кубической поляризации записывается:

Р(Зсо) = 9ик1(Зсо,ю,а)5со)Е3со ехр(31со1 - 31кю2), (1.29)

где х - ось поляризации; ъ - направление распространения волны, а решение волнового уравнения:

Е3ш(г) « -12тс1К0ик1Е3(й(ксо/Ак)5ш(Акг/2)ехр(1Ак2/2). (1.30)

Из последнего следует кубичная нелинейная зависимость интенсивности преобразованного излучения (на частоте третьей гармоники) от интенсивности падающего излучения, то есть интенсивность преобразованного излучения пропорциональна кубу интенсивности падающего света и квадрату модуля нелинейной восприимчивости.

Кроме генерации третьей гармоники может происходить генерация разностных частот, то есть в результате взаимодействия волн в среде образуется нелинейная волна поляризации на частоте

ю4 = а>1 + со2-со3, (1-31) '

к4 = ^ + к2 - к3.

Такой процесс называют четырехволновым рассеянием света на свете [90]. Падающее излучение с частотой со частично рассеивается на входной поверхности кристалла, частично в объеме кристалла. Рассеянное излучение взаимодействует с падающим и преобразуется в кристалле в излучение той же частоты со, но другого направления. Такое преобразование излучения со в излучение с разностной частотой со получило название - фоторефрактивное рассеяние света.

Отметим, что фотовольтаический и фоторефрактивный эффекты возможны в кубичной среде, например в стеклах, легированных церием [48, 101].

В [91, 92] рассматривается воздействие двух разночастотных когерентных световых лучей с частотами со и 2ю на оксидное стекло. Такое воздействие приводит к появлению в нем пространственных решеток показателя преломления за счет интерференции лучей с волновыми векторами к! и к2 (возникает пространственная решетка Дп с волновым вектором q = 2(2к1 - к2)).

Здесь же исследована кинетика записи и релаксации решеток. Освещение одним лучом или фоновая подсветка образца приводят к ускорению релаксации, что связывается со значительной фотопроводимостью стекла. Установ-ленно, что при непрерывном освещении решетки лучом основной частоты дифракция выходит на остаточный самоподдерживающийся уровень [91, 92].

Результаты проанализированы на основе модели, включающей когерентный фотовольтаический ток [92 - 94], накопление под его воздействием решетки неоднородных зарядов и обратное воздействие статического поля через электрооптические эффекты на распространение лучей. Модель объясняет синхронную генерацию второй гармоники Е2,т на затравочной решетке поля Е(%(2) ~ х(3)Е): Е2Лп ~ %(2)Е21 ~ х(3)ЕЕ2ь возникновение "спонтанного" когерентного фотовольтаического тока ^ ~ Е2,шЕ21 ~ х(3)ЕЕ4ь усиление разделения зарядов и рост поля Е [91 - 94].

В [94] показано существование в стекле световой неустойчивости фотоин-дуцированных решеток показателя преломления.

Подобная модель рассмотрена в [92], и применена для объяснения фотоин-дуцированной генерации второй гармоники в волоконных световодах в [93].

В [94] исследуется возникновение стационарного тока под действием двух электромагнитных волн с частотами со и 2со - когерентный фотовольтаический эффект. При наличии двух когерентных световых пучков в любой проводящей среде может возникнуть стационарный электрический ток.

Когерентный фотогальванический эффект отличается от обычного фотогальванического эффекта наличием фазовой чувствительности. Для когерент-

ного фотогальванического эффекта несущественно отсутствие центра симметрии. Знак эффекта определяется поляризацией и фазой световых пучков [90 -94].

1,4. ФОТОРЕФРАКТИВНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА

Фоторефрактивному рассеянию света посвящено достаточно много работ. Выявляя особенности такого рассеяния представляется возможность создавать новые среды для оптической записи информации, создавать новые оптические элементы.

Исследования фоторефрактивного рассеяния обычно проводились с аргоновым или гелий-кадмиевым лазерами, иногда использовалось некогерентное излучение от тепловых источников [95 - 110]. Применялись кристаллические пластинки х-, у- или г-срезов, обычно, толщиной 1-2 мм. Излучение лазера направляется на образец и за образцом или в направлении отраженного луча наблюдается рассеянное излучение.

По характеру индикатрисы определяют типы фоторефрактивного рассеяния света (ФРРС):

- неселективное (или широкоугловое);

- селективное (индикатриса имеет узкий угловой спектр из-за наличия направлений синхронизма). Эти процессы рассеяния обусловлены наличием кубичной нелинейности в оптических кристаллах.

1.4.1. Неселективное фоторефрактивное рассеяние света

Данное рассеяние имеет и другие названия: фотоиндуцированное рассеяние света или индуцированное релеевское рассеяние [95 - 100]. Неселективное фоторефрактивное рассеяние света проявляется за счет появления в кристалле

шумовых голограмм. В кристаллах класса Зш асимметрия индикатрисы обусловлена особенностями электрооптических свойств среды.

Визуально такое рассеяние проявляется в виде эллиптических, гантелеоб-разных, крестообразных областей свечения, угловые размеры которых достигают значений порядка нескольких десятков градусов. При большой толщине кристаллов интегральная интенсивность рассеяния может становиться сравнимой с мощностью накачки.

Наиболее подробно исследован случай падения на кристалл волны с необыкновенной поляризацией, при которой рассеянное излучение вытягивается в плоскости, содержащей полярную ось кристалла, и имеет ту же поляризацию (е-»е), что и у падающего пучка [95].

При падении на кристалл луча с обыкновенной поляризацией вначале возникает интенсивное рассеяние также в плоскости, в которой распространяется световой луч и лежит полярная ось кристалла. Данное рассеяние имеет ту же поляризацию, что и падающий пучок (о-»о). Однако с течением времени интенсивность рассеянного излучения падает и одновременно появляется рассеянный свет в направлении, перпендикулярном полярной оси кристалла, представляющий собой необыкновенно поляризованный волны (о-»е) - это поляри-зационно-анизотропное рассеяние [95, 99, 100]. Поляризационно-анизотропное рассеяние не наблюдалось при воздействии на кристалл необыкновенной волны.

В [97] объяснение неселективного фоторефрактивного рассеяния основано на присутствии в любом кристалле неоднородностей диэлектрической проницаемости. Рассматривая такую модель можно найти угловое распределение интенсивности широкоуглового рассеяния.

В Я-модели ФРРС полагается, что не только диэлектрическая проницаемость, но и другие материальные параметры среды (проводимость, фотоволь-таические тензоры и т.д.) могут испытывать пространственные флуктуации [98, 1/ 102]. Так в [102] указано, что из-за неоднородностей распределения концен-

трации активных примесей фотовольтаический ток в кристалле может быть неоднородным даже в случае однородного освещения.

Многоволновая модель [100] отличается тем, что в процессах неселективного рассеяния существенное значение имеет глубокая модуляция фотопроводимости среды.

1.4.2. Селективное фоторефрактивное рассеяние света

Такое рассеяние обусловлено наличием и выполнением условий четырех-волнового синхронизма. Селективное фоторефрактивное рассеяние имеет несколько разновидностей [98]:

- БФР - бирефрактивное фотоиндуцированное рассеяние [98] или параметрическое рассеяние света голографического типа [103]. При однопучковой накачке возможны взаимодействия ео—»ее и оо-»ое. Индикатрисы последних имеют характерную форму четырех одинаковых дуг, лежащих на конусе, проходящем через ось накачки. Данный эффект обнаружен в кристаллах 1лТа03:Си, 1лТа03:Ре [104, 105], а также в 1лМ>Оз:Си. Процесс БФР реализуется в фоторефрактивных средах как с локальным, так и с нелокальным фотогальваническим откликом [106].

- БПР - биполяризационное обратное рассеяние, которое возникает при о- и ■ е-компонентах поляризации в одном пучке накачки и проявляется в виде конуса рассеяния, раскрытого навстречу накачке [98, 107].

- Двойное БФР - возникает при двухпучковой накачке в почти встречных, но разделенных малым углом, направлениях [98, 108].

- ФКР - фоторефрактивное кросс-рассеяние [98, 109, 110] или другое название - ЧВКР (четырехволновое кросс-рассеяние). Возникает при наличии дополнительной волны, отраженной от выходной грани кристалла. Для ФКР требуется локальный отклик среды. Индикатриса данного рассеяния проявляется в виде конуса с углом раскрыва 29о, где 9 - угол, который образует ось

пучка накачки с нормалью к выходной грани кристалла. Второй луч появляется за счет отражения накачки от передней грани.

- ФДР - фотодисперсионное рассеяние (или ФИД - фотоиндуцированная дисперсия). Возникает при бигармонической накачке. Типы взаимодействия: оо—»ее и ее->ее. Каждая дужка в картине рассеяния соответствует определенной длине волны, присутствующей в луче накачки [98,111]. Суть эффекта ФДР сводится не к повышению усиления волны со, при добавлении накачки на второй частоте Ю2> а в подавлении всех угловых компонент фоторёфрактивного рассеяния, кроме выделенного условиями синхронизма фотодисперсионного рассеяния.

- МФДР - микрофото доменное рассеяние [98, 112]. Проявляется как селективный процесс рассеяния, локализованный на поверхности кругового конуса. Данный вид рассеяния происходит на мелкомасштабной структуре 180° иглообразных доменов, расположенных, в основном, вдоль полярной оси кристалла. Установлено, что характеристики МФДР не зависят от поляризации накачки. Наблюдение МФДР возможно при освещении х- и у-срезов кристаллов. В этом случае индикатриса вырождается в диск, лежащий в плоскости ху. Отмечено, что широкоугловое рассеяние света с поворотом плоскости поляризации (о—>е) хорошо коррелирует с МФДР. Момент возникновения ФИРС о-»е типа практически совпадает с моментом возбуждения МФДР накачки на образовавшихся иглообразных Доменах [113]. Это рассеяние связано с наличием структурной неустойчивости кристаллической подсистемы при локальных нарушениях электрической нейтральности сегнетоэлектрической среды.

- АВР - автоволновое рассеяние света [98, 114], периодически возникающее кольцеобразное рассеяние в заднюю (относительно направления накачки) полусферу. Период возникновения рассеяния обратно пропорционален интенсивности накачки. В основе этого эффекта лежит неустойчивость фоторефрактив-ной среды по отношению к возникновению профилированных фазовых голо-графических решеток.

- Анизотропная самодифракция [98, 115, 119] - дифракция света с поворотом плоскости поляризации на объемных голографических решетках в нелинейных оптических (электрооптических) кристаллах.

- Параметрическое рассеяние света голографического типа (ПРГТ). Описано в работах [116 - 118]. В 1ЛТаОз имеет место ПРГТ типа оо->ее, ое-»ее и оо-»ео. В кристаллах 1л1МЮз зафиксировано рассеяние ее-»оо и ее—>ео. В данном виде рассеяния двухпучковая запись голографических решеток сочетается с четырехволновым параметрическим взаимодействием.

ВЫВОДЫ

1. При однородном освещении кристалла в нем возникает стационарный ток и на гранях генерируется большое напряжение. Подобное явление названо фотовольтаическим эффектом. Фотовольтаический ток возникает вследствие асимметрии элементарных электронных процессов. Существует несколько равноправных моделей, объясняющих механизм возникновения фотовольтаиче-ского эффекта в нелинейных средах. Проведенные экспериментальные работы позволяют настаивать на существовании фотовольтаических токов и их зависимости от различных внешних факторов.

2. Возникновение фотовольтаического тока в нелинейных средах способствует изменению показателя преломления таких веществ. Данный эффект назван фоторефрактивным. Это явление позволяет использовать нелинейные кристаллы для голографической записи информации, таким образом расширяется область их применения. Процессы, протекающие внутри кристаллов при фоторефрактивном эффекте описываются на основе нескольких моделей. Все модели, несмотря на разницу в объяснении механизмов процессов и полученные при экспериментальных исследованиях результаты, подтверждают существование фоторефрактивного эффекта и его влияние на характеристики нелинейных оптических сред.

3. В нелинейных оптических средах возможна генерация излучения на разностных и суммарных частотах. Подобные процессы наблюдались как в кристаллах, так в жидких и газообразных веществах. Преобразованное в среде излучение может иметь по величине ту же частоту, что и падающее, но направление преобразованного излучения обратно по направлению. При проведении экспериментов оказалось, что в нелинейных оптических кристаллах возможна запись решеток показателя преломления.

4. Фоторефрактивное рассеяние света возникает в нелинейных средах под влиянием фотовольтаического и фоторефрактивного эффектов. Различают селективное и неселективное (широкоугловое) фоторефрактивное рассеяние. Каждый из типов рассеяния имеет несколько разновидностей, часть из которых достаточно хорошо исследована. Природа остальных типов фоторефрактивного рассеяния все еще до конца не объяснена. В процессах неселективного рассеяния существенное значение имеет глубокая модуляция фотопроводимости среды. Селективное фоторефрактивное рассеяние обусловлено наличием и выполнением условий четырехволнового синхронизма в нелинейных оптических средах.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Скоблецкая, Оксана Васильевна

ВЫВОДЫ

1. В нелегированных кристаллах ниобата лития наблюдаются практически все виды фоторефрактивного рассеяния. Рассеяние с поворотом плоскости поляризации затруднено. б)

Рис.5.9. Расположение волновых векторов: 1 - п0; 2 - пе; 3 - к.10; 4- к.20; 5 - кз°; 6 - к4е. а) е < 9.0°; б) 0 = 90° б)

Рис.5.10. Зависимость угла векторного синхронизма от 9. 1 - ШОз, 2 - ЫЫЬОз (а) и от X (б) для 1лЫЬОз

9, градусы

Рис.5.11. Зависимость 9 от ерь

1 - селективное фоторефрактивное рассеяние ооо->е; X = 0.48 мкм);

2 - вторая гармоника (оо->е; X = 0.6943 мкм)

2. Зарегистрирована нестабильная кольцевая структура рассеянного кристаллом ниобата лития излучения. Предполагается, что нестабильность связана с наличием в кристалле векторных взаимодействий световых волн в фокусируемом пучке.

3. В легированных кристаллах ниобата лития в структуре рассеянного фо-торефрактивного излучения наблюдаются скачки, которые сопровождаются высокочастотными электрическими импульсами. Частота импульсов зависит от мощности лазерного излучения.

4. Фокусирование лазерного излучения в кристалл приводит к появлению дополнительных деталей в структуре рассеянного излучения и увеличивает временную нестабильность структуры.

5. Для взаимодействия ооо-»е рассеянное излучение появляется через некоторое время после начала облучения, то есть процесс рассеяния записывается так, что после выключения и последующего включения лазера процесс рассеяния наблюдается сразу. Это можно объяснить тем, что для данного типа взаимодействия условия фазового синхронизма выполнены, а нелинейная восприимчивость увеличивается и происходит ее запись до величины, обеспечивающей данное рассеяние.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Эффект оптического выпрямления и фотовольтаический возможны как на квадратичной, так и на кубичной нелинейностях. На кубичной нелинейности фотовольтаический эффект возникает за счет асимметрии используемых оптических частот. Фотовольтаический эффект приводит к изменению показателей преломления кристалла пх? пх, п2. Варианты изменения п зависят от выбора компонент тензора фотоволы аического эффекта, при этом кристалл может оставаться одноосным, либо становиться двуосным.

2. Наиболее вероятно, что одновременно с записью на кубичной нелинейности голографических решеток в кристалле происходит запись решеток нелинейной восприимчивости.

3. Для легированных кристаллов ниобата лития время изменения Ап может регулироваться количеством и типом примесей.

4. Под действием постоянного электрического поля, приложенного к кристаллу, возникают условия, способствующие закреплению изменений Ап.

5. Рассчитаны коноскоп ические фигуры с учетом наличия кубичной нелинейности для различных видов взаимодействий (для частот типа 2оо-са). Коно-скопические фигуры в направлении оптической оси имеют вид концентрических окружностей, а перпендикулярно ей - двух семейств гипербол с общими асимптотами.

6. Интенсивность преобразованного излучения сложным образом зависит от угла падения и азимутального угла в связи с наличием большого числа компонент тензора кубичной нелинейности и большого числа (16) типов взаимодействий.

7. Впервые зарегистрирована нестабильная кольцевая структура для х и у-срезов кристалла. Появление колец связано с наличием векторных взаимодействий в фокусируемом пучке.

8. Проведен расчет угла векторного синхронизма для ооо—>е взаимодействия селективного рассеяния, который определяет угловой диаметр преобразованного излучения. Теоретические расчеты согласуются с полученными экспериментальными данными.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Скоблецкая, Оксана Васильевна, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Рыбкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. - М.: Физматгиз,

1963.

2. Тауц Я. Фото- и термоэлектрические явления в полупроводниках. - М: ИЛ, 1962.

3. Фридкин В.М. Фотосегнетоэлектрики. - М.: Наука, 1979. - 264 с.

4. Кузьминов Ю.С. Ниобат и танталат лития - материалы для нелинейной оптики. -М.: Наука, 1975.-228 с.

5. Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением. - М.: Наука, 1982. - 400 с.

6. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. - М.: Наука, 1970. - 296 с.

7. Chen F.S. Optically induced change of refractive indices in LiNbOs and LiTa03// J. Appl. Phys. - 1969. - V. 40. - № 8. - P. 3389-3396.

8. Белинчер В.И., Стурман Б.И. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии//Успехи физических наук. - 1980. - Т.130. - № 3. - С. 415-458.

9. Glass A.M., von der Linde D., Negran T. High voltage bulk photovoltaic effect and photorefractive process// J. Appl. Phys. - 1974. - V. 25. - № 4. - P. 233-235.

10. Glass A.M., Auston D.H. Excited state dipole moments of impurities in piroelectrics crystals and their applecations// Ferroelectrics. - 1974. - V. 7. - P. 187-189.

11. Von der Linde D., Glass A.M., Rodgers K.//Appl. Phys. Lett. - 1974. - V.25. -P.155.

12. Von der Linde D., Auston D.H., Glass A.M. et al. - Solid State Commun., 1974.-V.14. - P.137.

13. Glass A.M., von der Linde D., Auston D.H., Negran T. Excited state polarisation and bulk photovoltaic effect//! Electron. Mater., 1975. - V.40. - № 5. - P.915-943.

14. Влияние освещения на доменную структуру и температуру Кюри в ВаТЮз/ Т.Д.Волк, А.А.Греков, В.М.Фридкин и др.// Физика твердого тела. - 1972. -Т.14.-№ 11.-С.3216.

15. Fridkin V.M., Grekov A.A., Iona P.V., Savchenko E.A., Rodin A.J., Verkhovskaya K.A. Photoconductivity in certin ferroelectrics// Ferroelectrics - 1974. - V.8. - P.433.

16. Фридкин B.M., Попов Б.Н. Аномальный фотовольтаический эффект в сегнето-электриках//Успехи физических наук. - 1978. - Т. 124. -№ 4. - С.657-671.

17. Koch W.T.H., Munser R., Ruppel W., Wurfel D. - Ferroelectrics - 1976. - V.13. -P.305.

18. Fridkin V.M. The possible mechanism for the bulk photovoltaic effect and optical damage in ferroelectrics// Appl. Phys. - 1977. - V.13. - P.357-538.

19. Белинчер В.И., Малиновский B.K., Стурман Б.И. Фотогальванический эффект в кристаллах с полярной осью// Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1977. - Т.73. - С.692.

20. Ohmori Y., Jamaguchi М., Joshino К., Inushi Y. Electron Holl mobility in reduced LiNb03// Japan J. Appl. Phys. - 1976. - V.15. - P.2263-2264.

21. Белинчер В.И., Канаев И.Ф., Малиновский B.K., Стурман Б.И. Фотоиндуциро-ванные токи в сегнетоэлектриках//Автометрия, 1976. - Т.4. - С.23.

22. Меднис П.М.//Письма в ЖЭТФ. - 1968. - Т.7. - С.355.

23. Belincher V.I. Spase oscillating photocurrent in cristal without simmetry center//Phys. Lett. - 1978. - V.66. - № 2. - P.213-216.

24. Белинчер В.И. Пространственно осциллирующий фототок в кристаллах без центра симметрии// Препринт № 75, ИАиЭ СО АН СССР. - Новосибирск,

1977.

25. Ивченко Е.А., Пикус Г.Е. Новый фотогальванический эффект в гиротропных кристаллах// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. -

1978. - Т.27. - С.640-643.

26. Канаев И.Ф., Малиновский В.К. Фотогальванический и фоторефрактивный эффекты в кристаллах ниобата лития// Физика твердого тела. - 1982. - Т.24. - № 7. - С.2149-2158.

27. Fridkin V.M., Popov B.N., Verkhovskaya К.А. Effect of anomalous bulk photovoltage in ferroelectrics// Phys. stat. sol. - 1977. - V.39. - № 1. - P. 199-201.

28. Греков A.A., Малицкая М.А., Спицина В.Д., Фридкин В.М. Фотосегнетоэлек-трические эффекты в сегнетоэлектриках-полупроводниках типа А5В6С7 с низкотемпературными фазовыми переходами// Кристаллография. - 1970. - Т. 15. -№ 3. - С.500-509.

29. Фридкин В.М., Верховская К.А., Попов Б.Н. Эффект аномально больших фотонапряжений в сегнетоэлектриках-полупроводниках// Физика твердого тела. -1977. - Т.Н. - № 1. - С.135-143.

30. Gunter F., Mecheron F. Photorefractiv effects and photocurrents in KNb03:Fe// Ferroelectrics. - 1978. - V.18. - № 1-3. - P.27-38.

31. Ионов П.В., Попов Б.Н., Фридкин В.М. Температурная и спектральная зависимости фотовольтаического тока в сегнетоэлектриках// Изв. АН СССР: сер. физ. - 1977. - Т.41. - № 4. - С.771-774.

32. Иванов П.Б., Шипатов Э.Т. Аномальный вольтаический эффект в полупровод-никах-сегнетоэлектриках при облучении кристаллов ионизирующим излучением// Физика твердого тела. - 1979. - Т.21. - № 5. - С. 1565-1567.

33. Kratzin Е., Kurz Н. Photorefractive and photovoltaic effects in doped LiNb03// Optic acta. - 1977. - V.24. - № 4. - P.475-482.

34. Белобаев К.Г., Марков В.Б., Одулов С.Г. Фотовольтаический эффект в восстановленных кристаллах ниобата лития// Физика твердого тела. - 1978. - Т.20. -№ 8. - С.2520-2522.

35. Канаев И.Ф. Исследования механизмов фоторефракции в кристаллах ниобата лития. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ. - Новосибирск: ИАиЭ СО АН СССР, 1980.

36. Вдовенков В.А., Евстихеев H.H., Осипов В.В., Диманов В.Н., Светаев К.П. Авторское свидетельство 534726. - Бюлл. изобр...., 1976. - № 41. - С.129.

37. Канаев И.Ф., Малиновский В.К. Аномально сильное влияние электродов на фотогальванический ток в кристаллах LiNb03// Автометрия. - 1995. - № 5.

38. Канаев И.Ф., Малиновский В.К., Новомлинцев A.B., Пугачев A.M. Природа ограничения пространственного разрешения при записи голограмм в кристаллах LiNb03// Автометрия. - 1996. - № 3. - С.З -15.

39. Волк Т.Р. Фотосегнетоэлектрические явления в фоторефрактивных сегнето-электриках. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ, д.ф.-м.н. - М.: ИКАН, 1996.

40. Лазарев В.Г. Объемный фотовольтаический эффект и нетермализованные носители. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. - М.: ИКАН, 1985.

41. Погосян А.Р. Объемный фотовольтаический эффект и фотогальваномагнитные явления в кристаллах иодата и ниобата лития. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. - М.: Институт кристаллографии, 1983.

42. Ахманов А.С., Хохлов Р.В. Проблемы нелинейной оптики. - Институт научной информации АН СССР, 1964. - 208с.

43. Van Uitert L.G., Singh S., Levinstein H.J., Geusic J.E., Bonner W.A. A new and stable nonlinear optical material// Appl. Phys. Letters.- 1967.-V.11.- №5. - P. 161.

44. Ashkin A., Boyd G.D., Diedzic J.M., Smith R.G., Ballman A.A., Levinstein H.J., Nassau K. Optically induced refraktive index inhomogeneities in LiNbOs// Appl. Phys. Letters. - 1966. - V.9. - P.72.

45. Chen F.S. A laser - induced inhomogeneitiy of refractive indicies in KTN// J. Appl. Phys. - 1967. - V.38. - № 7. - P.3418.

46. Wemple S.H., Di Domenico M. J. Appl. Phys. - 1969. - V.40. - № 2. - P.720.

47. Анистратов A.T. Электрические и упруго-оптические явления в сегнетоэлек-трических кристаллах//Препринт ИФСО-ЗФ. - Красноярск, 1972. - 45 с.

48. Бережной А.А. Анизотропия индуцированного двупреломления и направления колебаний собственных волн в электрооптических кристаллах// Оптика и спектроскопия. - 1982. - Т.52. - № 2. - С.307-311.

49. Kaminov I.P., Johnston W.D.// Phys. Rev. - 1967 - V.2. - № 160. - P.519.

50. Пестряков E.B., Плясуля B.M. Определение знака электрооптических коэффициентов пьезоэлектрических кристаллов по эффекту оптического выпрямления// ПЖТФ. - 1981 - Т.7. - В.8. - С.470-473.

51. Морозов Б.Н., Айвазян Ю.М.// Квантовая электроника. - 1980. - Т.7. - №5.

52. Johnston A.R., Weingart J.M. Determination of the low-frequency linear electrooptic effect in tetragonal BaTi03// JOSA. - 1965. - V.55. - № 7. - P.828.

53. Kaminov I.P. Barium titanate phase modulator// Appl. Phys. Lett. - 1965. - V.7. - № 5.-P.123.

54. John A. Van Raalte. Linea electrooptic effect in ferroelectrics// JOSA. - 1967. -V.57. - № 5. - P.671.

55. Lenzo P.V., Spencer E.G., Ballman A.A. Electrooptic effect in strontium barium niobate// J. Quant. Electronics. - V.3. - № 6. - P.259.

56. Giess A.E., Burn G., О "Kane D.E., Smith A.W. Ferroelectric and optical properties of KSr2Nb5015// Appl. Phis. Lett. - 1967. - V.ll. - № 7. - P.233.

57. Сонин A.C., Василевская A.C. Электрооптические кристаллы. - М.: Атомиздат, 1971.

58. Kurtz S.K., Perry T.T.//J. Appl. Phys. - 1968. - V.39. - P.3739.

59. Добржанский Г.Ф., Кулевский JI.A., Поливанов Ю.Н., Прохоров A.M., Смирнов В.В. Линейный электрооптический эффект в кристалле a-HJ03// Краткие сообщения по физике, 1970. - № 8. - С.61-65.

60. Warner A.W., Pinnow D.A., Bergman J.G., Grane G.R. Piezoelectric and photoelastic properties of lithium iodate// J. Acoust. Soc. Am. - 1970. - V.47. - № 3. -P.791-794.

61. Thomann H. Sperrschichteffekt in dielektrischen Verhalten ion LiJ03// Z. Andew. Phys. - 1972. - V32. - №5, 6. - P311-313.

62. Пестряков E.B., Гаврилов В.П., Кривощеков Г.В. и др. Линейный электрооптический эффект в монокристаллах LiJ03. - в кн.: Нелинейные процессы в оптике. - Новосибирск: ИФП СО АН СССР, 1972. - В.2. - С.320-329.

63. Белабаев К.Г. Экспериментальные исследования природы наведенных оптических неоднородностей в ниобате лития. Автореферат на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. - М.: ИКАН, 1976.

64. Разумовский Н.В. Фоторефрактивные свойства кристаллов LiNb03:Zn. Автореферат на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. - М.: ИКАН, 1996.

65. Chen F.S., Geusic Geusic J.E., Kurts S.K., Skinner J.G., Wemple S.H. Light modulation and beam deflection with potassium tantalat-niobate crystals// J. Appl. Phys. - 1966. - V.37. - № 1. - P.388-398.

66. Serreze H.B., Goldner R.B. Study of the wavelength dependence of optically induced birefringence change in undoped LiNb03// Appl. Phys. Lett. - 1973. -V.22. - P.626.

67. Chen F.S., La Macchina J.T., Fraser D.B. Holographic storfge in LiNb03// Appl. Phys. Lett. - 1968. - V.13. - P.223-227.

68. Jonston W.D. Optical index damage in LiNb03 and other pyroelectric insulatore// J. Appl. Phys. - 1970. - V.41. - № 8. - P.3279-3282.

69. Miller R.C., Savage AM J. Appl. Phis. - 1959. - V.30. - P.808.

70. Amodei J.J., Staebler D.L.// RCA Rev. - 1972. - V.33. - P.71.

71. Amodei J.J. Electron diffusion effect during holographic recordiny in insulators// Appl. Phys. Lett. - 1971. - V. 18. - P.22-25.

72. Staebler D.L., Amodei J.J. Coupled - wave analysis of holographic storage in LiNb03// J. Appl. Phis. - 1972. - V.43. - № 3. - P.1042-1049.

73. Auston D.H., Glass A.M., Ballman A.A. Optical rectification by impurities in polar crystals// Phys. Rev. Lett. - V.28 - № 14. - P.897-900.

74. Glass A.M., Auston D.H. Excited state polarisation effect in LiNb03// Optics Comm. - 1972.-V.5.-P.45.

75. Леванюк А.П., Осипов В.В. К теории оптического искажения в сегнето- и пироэлектриках// Изв. АН СССР: Сер. физ. - 1975. - Т.39. - С.686-689.

76. Levanyuk А.Р., Osipov V.V. Optical distortion in crystals// Phys. Stat. Sol. -1976. - V.35. - № 2. - Р.605-614Ю

77. Леванюк А.П., Осипов В.В. К теории фотоиндуцированного изменения показателя преломления// Физика твердого тела. - 1975. - Т. 17. - № 15. -С.3595-3602.

78. Леванюк А.П., Осипов В.В. Механизм фоторефрактивного эффекта// Изв. АН СССР: сер. физ. - 1977. - Т.41. - № 4. - С.752-769.

79. Пашков В.А., Соловьёва Н.М., Ангерт Н.Б. Наведённая оптическая неоднородность в ниобате лития во внешнем электрическом поле// Физика твердого тела. - 1979. - Т.21. - № 1. - С.92-95.

80. Механизмы фоторефрактивного эффекта в ниобате лития с железом/ А.П.Леванюк, В.М.Уюкин, В.А.Пашков // Физика твердого тела. - 1980. -Т.22. -№ 4. - С.1161-1169.

81. Von der Linde, Glass A.M. Photorefractive effects for reversible holographic storage of information//Appl. Phys. - 1975. - P. 163-192.

82. Волк T.P., Гинзберг A.B., Ковалевич В.И., Шувалов Л.А. Электрические поля при фоторефракции в кристаллах LiNb03// Изв. АН СССР: сер. физ. -1977. - Т.41. - № 4. - С.783-787.

83. Кочев К.Д. Эффект оптического искажения в сегнетоэлектрическом кристалле ниобата бария-стронция. Автореферат диссертации. - Москва: ИКАН СССР, 1975.

84. Glass A.M., Von der Linde. Photoinductive and excited state dipole mechanisms for optical storage in pyroelectrics// Ferroelectrics. - 1976. - V.10.- P.163-166.

85. Бломберген H. Нелинейная оптика. - M.: Мир, 1966. - 424с.

86. Цернике Ф., Мидвинтер Дж. Прикладная нелинейная оптика. - М.: Мир, 1976. - 262 с.

87. Chang R.K., Blombergen N. Experimental verification of the laws for the reflected intensity of second harmonic light//Phys. Rev. - 1966. - V.144. - № 2. -P.775-780.

88. Chang R.K., Ducuing J., Blombergen N. Dispersion of the nonlinearity in semiconductors// Phys. Rev. Lett. - 1965. - V. 15. - № 19. - P.415-418.

89. Делоне Н.Б., Крайнов В.П. Основы нелинейной оптики атомарных газов. -М.: Наука, 1986.- 182 с.

90. Клышко Д.Н., Назарова Н.И. Рассеяние света на свете в нецентросиммет-ричной среде// Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1970. - Т.58. - № 3. - С.878-886.

91. Балакирев М.К., Вострикова Л.И., Смирнов В.А., Энтин М.В. Релаксация оптической плотности стекла, промодулированной бихроматическим излучением// Письма в журнал технической физики. - 1996. - Т.63. - № 3. -С.166-170.

92. Дианов Е.М., Казанский П.Г., Степанов Д.Ю.// Квантовая электроника. -1990.-№ 17.-С.926.

93. Dyakonov M.I., Furman A.S.//Comments Cond. Mat. Phys. -1992. - №16. - C.19.

94. Баскин Э.М., Энтин М.В. Когерентный фотогальванический эффект, обусловленный квантовыми поправками// Письма в журнал технической физики. - 1988. - Т.48. - № 10. - С.554-556.

95. Phillips W., Amodei J.J., Staebler D.L. Optical and holographic storage properties of transition metal doped lithium niobate// RCA Rev. - 1972. - V.33. -№ 3. - P.94-109.

96. Kanaev I.F., Malinovski V.K.,Sturman B.I. Investigation on photoinduced scattering in LiNb03 crystals// Opt. Comm. - 1980. - V. 34. - № 1. - P.95-100.

97. Magnusson R., Gaylord T. Laser scattering indiced holograms in LiNb03// Appl. Opt. - 1974. - V.13. - № 7. - P.1545-1548.

98. Обуховский B.B. Процессы фоторефрактивного рассеяния света в кристаллах. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ, д.ф.-м.н. - Киев: Киевский гос. универс., 1989. - 24 с.

99. Авакян Э.М., Белабаев К.Г., Одулов С.Г. Поляризационно-анизотропное светоиндуцированное рассеяние в кристаллах LiNb03:Fe// Физика твердого тела. - 1983.-T.25.-B.il. - С.3274-3281.

100. Обуховский В.В. Природа фотоиндуцированного рассеяния света в сегне-тоэлектрических кристаллах// Украинский физический журнал. - 1989. -Т.34. - № 3. - С.364-368.

101. Бережной А.А. Индуцированная оптическая анизотропия в фоторефрак-тивных кристаллах// Оптический журнал. - 1995. - № 1. - С.6-23.

102. Обуховский В.В., Стоянов А.В., Лемешко В.В. Фотоиндуцированное рассеяние света на флуктуациях фотоэлектрических параметров среды// Квантовая электроника. - 1987.-Т. 14.-№ 1.-С. 113-121.

103. Zhang G., Li Q.X., Но P.P., Alfano R.R. Degenerate simulated parametric scattering in LiNb03:Fe// Opt. Soc. Am. - 1987. - V.3-B. - № 6. - P.882-885.

104. Новое параметрическое рассеяние света голографического типа в LiNbOs/К.Г.Белабаев, И.Н.Киселева, В.В.Обуховский и др.// Физика твердого тела. - 1986. - Т.28. - № 2. - С.575-578.

105. Odulov S., Belabaev К., Kiseleva I. Degenerate stimulated parametric scattering in LiTa03// Opt. Lett. - 1985. - V.10. - № 5. - P.342-346.

106. Обуховский B.B., Стоянов A.B. Объемный заряд в сегнетоэлектриках как механизм фотоиндуцированного рассеяния света// Физика твердого тела. -1987. - Т.29. - № 10. - С.2919-2926.

107. Grousson R., Mallick S., Odulov S. Amplified backward scattering in LiNb03:Fe// Opt. Comm. - 1985. - V.51. - № 5. - P.342-346.

108. Новиков А.Д., Одулов С.Г., Обуховский B.B., Стурман Б.И. Взрывная неустойчивость" и оптическая генерация в фоторефрактивных кристаллах// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1986. -Т.44.-№ 9.-С.418-421.

109. Обуховский В.В., Лемешко В.В. Четырехволновое кросс-рассеяние света в кристаллах// Письма в журнал технической физики. - 1986. - Т. 12. - № 16. -С.961-966.

110. Обуховский В.В., Лемешко В.В. Четырехволновое кросс-рассеяние света в кристаллах ниобата лития// Украинский физический журнал - 1987. - Т.32. -№ 11.- С.1663-1668.

111. Фотоиндуцированная дисперсия света в кристаллах при бигармонической накачке/ И.Н.Киселева, С.Г.Одулов, В.В.Обуховский и др.// Украинский физический журнал. - 1986. - Т.31. - № 11. - С. 1682-1686.

112. Лемешко В.В., Обуховский B.B. Домены в фотовозбужденном LiNb03:Fe// Физика твердого тела. - 1988. - Т.ЗО. - № 6. - С.1614-1618.

113. Лемешко В.В. Особенности фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития. Автореферат диссертации на соиск. уч. степени к.ф.-м.н. - Киев: Киевский гос. универс., 1989. - 17 с.

114. Обуховский В.В., Лемешко В.В. Автоволны фотоиндуцированного рассеяния света// Письма в журнал технической физики. - 1985. - Т.П. - № 22. -С.1388-1393.

115. Степанов С.И., Петров М.П., Камшилин A.A. Дифракция света с поворотом плоскости поляризации на объемных голограммах в электрооптических кристаллах// Письма в журнал технической физики. - 1977. - Т.З. - № 7. -С.849-854.

116. Забродин К.Н., Пенин А.Н. Динамика параметрического рассеяния света голографического типа// Квантовая электроника. - 1991. - Т. 18. - №5. -С.622-626.

117. Вырожденное четырехволновое параметрическое рассеяние с поворотом плоскости поляризации в кристаллах танталата лития/ Э.М.Авакян, К.Г.Белабаев, С.Г.Одулов и др.// Украинский физический журнал. - 1984. -Т. 29. - № 5. - С.790.

118. Обуховский В.В. Параметрическое рассеяние света голографического типа// Украинский физический журнал. - 1986. - Т.31. - № 1. - С.67-74.

119. Винецкий В.Л., Кухтарев Н.В., Одулов С.Г., Соскин М.С. Динамическая самодифракция когерентных световых пучков// Успехи физических наук. -1979.-Т. 129.-№ 1. -С.113-138.

120. Фоторефрактивное рассеяние света в элементах оптических линий связи/ О.В.Скоблецкая, В.И.Строганов, Ю.М.Карпец и др.// Транспорт и связь-4.2: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГАПС, 1994. - С.115-118.

121. Рассеяние света в оптических линиях связи на транспорте/ О.В.Скоблецкая, И.С.Кривенький, Л.Л.Коваленко и др.// Проблемы транс-

порта Дальнего Востока: Тезисы докладов Дальневосточной научно-практич. конфер-Владивосток, 1995. - С.100.

122. Скоблецкая О.В. Классификация и анализ фоторефракционных эффектов рассеяния// Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Дальневосточного региона: Тезисы докладов 39-й научно-техн. конфер.- Хабаровск: ДВГАПС, 1995. - С.117.

123. Скоблецкая О.В., Тимохин М.В. Некоторые экспериментальные особенности фоторефрактивного рассеяния// Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Дальневосточного региона: Тезисы докладов 39-й научно-техн. конфер. - Хабаровск: ДВГАПС, 1995. - С. 184.

124. Рассеяние света в оптических линиях связи на транспорте/ О.В.Скоблецкая, И.С.Кривенький, В.Б.Гороховский и др.// Материалы 41-й итоговой научной конференции. - Вып.34- Хабаровск: ХГПУ, 1995. - С.46.

125. Скоблецкая О.В. Фоторефракционный эффект в кристаллах ниобата лития// Материалы 41-й итоговой научной конференции - Хабаровск: ХГПУ, 1995.-С.51.

126. Поляризационно-анизотропное фоторефрактивное рассеяние/ О.В.Скоблецкая, Ю.М.Карпец, В.И.Строганов В.И. и др.// Материалы 42-й итоговой научной конференции - Хабаровск: ДВГАПС, 1996. - С.27 -28

127. Скоблецкая О.В., Строганов В.И. Селективное фоторефракционное рассеяние// Оптические и электрические процессы в кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГАПС, 1996. - С.94 - 97.

128. Скоблецкая О.В., Карпец Ю.М., Строганов В.И. Нелинейные коноскопиче-ские фигуры на кубичной нелинейности//Молодежь и наука - регионам: Тезисы докл. Междунар. конфер. молодых ученых Сибири, Дальнего Востока и стран АТР - Хабаровск: ХГАЭиП, 1997. - С.24-25

129. Оптические и электрические аномалии новых нелинейных кристаллов/ О.В.Скоблецкая, В.И.Строганов, Л.В.Алексеева и др.//Повышение эффектив-

ности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока: Тезисы докладов 40-й научно-техн. конфер.- Хабаровск: ДВГАПС, 1997. - С. 194.

130. Скоблецкая О.В., Карпец Ю.М., Строганов В.И. Фотовольтаический эффект, фоторефракция и рассеяние света с некогерентным тепловым излучени-ем//Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока: Тезисы докладов 40-й научно-техн. конфер.- Хабаровск: ДВГАПС, 1997. - С. 194 - 195.

131. Скоблецкая О.В., Алексеева Л.В., Криштоп В.В. Рефракция показателя преломления в кристалле 1л№ЮЗ//Проблемы транспорта Дальнего Востока: Материалы 2-й Международной конференции. - Владивосток, 1997. - С.135.

132. Фоторефракция в оптических кристаллах/О.В.Скоблецкая, Л.Л.Коваленко, Г.П.Стариченко и др.//Проблемы транспорта Дальнего Востока: Материалы 2-й Международной конференции. - Владивосток, 1997. - С.135.

133. Фоторефракционное рассеяние света/ О.В.Скоблецкая, А.А.Мамаев, А.В.Громов// Проблемы железнодорожного транспорта: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГАПС, 1997. - С.109 - 111.

134. Скоблецкая О.В., Карпец Ю.М., Строганов В.И. Особенности фоторефрак-тивного рассеяния света в чистых и легированных кристаллах ниобата лития// Нелинейные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГАПС, 1997. - С.4-16.

135. Фотовольтаический эффект на кубичной нелинейности/ О.В.Скоблецкая, Строганов В.И., Кравченко О.В. и др.// Нелинейные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - С. 17-22.

136. Скоблецкая О.В., Повх И.В., Строганов В.И. Аномальный фотовольтаический эффект и эффект оптического выпрямления в кристаллах ниобата лития// Нелинейные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - С.22-27.

137. Запись в кристалле ниобата лития электрооптических изменений показателя преломления/ О.В.Скоблецкая, В.И.Строганов, В.В.Криштоп и др.// Нелиней-

ные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научи, тр. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - С.27-34.

138. Преобразование широкополосного излучения в нелинейных оптических кристаллах на кубичной нелинейности/ О.В.Скоблецкая, В.И.Строганов, О.В.Кравченко и др.//Нелинейные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - С.57-61.

139. Скоблецкая О.В., Стариченко Г.П., Коваленко JI.JI. Влияние температуры кристалла ниобата лития на фоторефракцию// Нелинейные процессы в оптических кристаллах: Межвуз. сб. научн. тр. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - С.61-68.

140. Баранова Н.Б., Зельдович Б.Я. Расширение голографии на многочастотные поля// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1987. -Т.45.-№ 12.- 562-565.

141. Балакирев М.К., Смирнов В.А. Наблюдение эффекта самодифракции и решеток показателя преломления в стекле// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1995. - Т.61. - № 7. - С.537-540.

142. Балакирев М.К., Вострикова Л.И., Смирнов В.А., Энтин М.В. Релаксация оптической плотности стекла, промодулированной бихроматическим излучением// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1996. -Т.63. - № 3. - С.166-170.

143. Дьяконов М.И., Фурман A.C. Резонансное усиление второй гармоники в оптическом волокне/Юптика и спектроскопия. - 1995.-Т.79.-№ 5.-С.871-874.

144. Зельдович Б.Я., Капицкий Ю.Е., Чуриков В.М. Наведенные х(2)-решетки в стеклах// Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. -1991. - Т.53. - № 2. - С.77-79.

145. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1979. - 640 с.

146. Сирота H.H., Яруничев В.П. Спектральные характеристики кристаллов ниобата лития// Вестник АН БССР, Серия физ.-мат. наук. - 1975. - № 1. - С. 124128.

147. Баркан И.Б., Маренников С.И., Пестряков Е.В., Энтин М.В. Дифракция световых лучей в кристаллах ниобата лития// Известия АН СССР, серия физическая. - 1977.

148. Стурман Б.И., Фридкин В.М. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления. - М.: Наука, 1992. - 208 с.

149. Одулов С.Г., Соскин М.С., Хижняк А.И. Лазеры на динамических решетках: оптические генераторы на четырехволновом смешении. - М.: Наука, 1980. -272 с.

150. Одулов С.Г. Сильные оптические нелинейности в фоторефрактивных кристаллах// Известия АН СССР, серия физическая. - 1986. - Т.50. - № 4. - С.670-676.

151. Петров М.П., Степанов С.И., Хомченко А.В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. - С.-Пб.: Наука, 1992. - 320 с.

152. Особенности наведенной оптической неоднородности в кристаллах LiNb03 с примесью ионов железа/ Э.М.Авакян, С.А.Алавердян, К.Г.Белабаев и др.// Физика твердого тела. - 1978. - Т.20. - № 8. - С.24-28.

153. Kanaev I.F., Malinovsky V.K. Uniformity of polarizationally-isotopic and -anisotropic lightinduced scatterihg in LiNb03// Ferroelectrics Lett. - 1993. - V.16. -P.73-80.

154. Карпец Ю.М., Строганов В.И., Емельяненко A.B., Марченков Н.В. Спекл-структура излучения, рассеянного фоторефрактивным кристаллом// Оптика и спектроскопия. - 1989. - Т.76. - № 4. - С982-986.

155. Kanaev I.F., Malinovsky V.K. Photoinduced destruction of coherent light beams by photorefractive crystals// Ferroelectrics. - 1995. - V.170. - P.219-229.

ОТ АВТОРА

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить благодарность научному руководителю профессору, доктору физико-математических наук В.И.Строганову за постоянное внимание, стимулирующие дискуссии и большую практическую помощь в работе, а так же за ценные рекомендации консультантам по теме диссертации кандидату технических наук О.Л.Рудых и кандидату физико-математических наук Ю.М.Карпецу.