Просторова анізотропія електро-, п’єзо- та акустооптичних взаємодій у кристалічних матеріалах твердотільної оптоелектроніки - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана у Національному університеті „Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України. Науковий доктор фізико-математичних наук, старший науковий консультант: співробітник Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, академік НАН України Харченко Микола Федорович, завідувач відділу оптичних і магнітних властивостей твердих тіл Фізико-технічного інституту низьких температур НАН України ім. Захист відбудеться 25 грудня 2009 р. о 1430 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.12 у Національному університеті „Львівська політехніка” (79013, м.За характеристиками, що описують вплив електричних і магнітних полів, механічних напружень, акустичних хвиль і потужного лазерного випромінювання на оптичні властивості матеріалів, саме низькосиметричні кристали часто виявляються найбільш перспективними в прикладних застосуваннях. Під науковим керівництвом автора виконувався проект УНТЦ „Оптимізація геометрії електро-, пєзо-та акустооптичних взаємодій на основі повного тривимірного аналізу просторової анізотропії (нова компютеризована розробка високоефективних оптичних модуляторів і дефлекторів)” (№3222, 2005-2007) та в даний час виконується ще один проект УНТЦ „Розробка методології створення найбільш ефективних акустооптичних комірок НВЧ-діапазону для управління потужним лазерним випромінюванням” (№4584, 2008-2009). Мета роботи полягає в розробці наукових основ технології підвищення ефективності застосування кристалічних матеріалів як робочих елементів пристроїв твердотільної оптоелектроніки на основі вивчення просторової анізотропії їх електро-, пєзо-і акустооптичних властивостей. На основі створеної методики комплексного тривимірного аналізу просторової анізотропії розроблено наукові основи цілеспрямованого підвищення ефективності електро, пєзо-та акустооптичних взаємодій в кристалічних матеріалах довільної симетрії, що забезпечує найбільш ефективне використання цих матеріалів і є основою технології виготовлення високоефективних робочих елементів пристроїв твердотільної оптоелектроніки. Аналогічно для кожної з трьох акустичних хвиль, що можуть поширюватися в довільному напрямку кристала, АОЕ для ізотропної дифракції світла можна описати трьома ВП - поздовжньою і двома поперечними ВП (поверхнями поляризації світла та акустичної хвилі), а для анізотропної дифракції - двома ВП, що дає можливість повністю описати просторову анізотропію цих ефектів в кристалах.Оскільки аналіз літератури засвідчив фактичну відсутність загальної методики визначення всіх абсолютних ЕОК для кристалів різних класів симетрії, в роботі одержано аналітичні співвідношення, які встановлюють звязок коефіцієнтів лінійного ЕОЕ і параметрів, виміряних інтерферометричними та поляризаційно-оптичними методами, для кристалів довільної, зокрема найнижчої триклінної симетрії. Для довільної геометрії електрооптичного експерименту, виконаного, наприклад, на базі інтерферометра Маха-Цендера, індукована зміна оптичного шляху для кристалічного зразка, розташованого в одному з плечей інтерферометра, описується виразом (1), де k, і, l визначають відповідно напрямки поширення світлового променя, його поляризації та напруженості прикладеного електричного поля; штрихи позначають „нову” систему координат, обрану так, щоб її осі були паралельними до згаданих напрямків; tk - розмір кристала вздовж променя; El - напруженість електричного поля; ni - показник заломлення зразка; і - відповідно ЕОК і ПЕК у матричному представленні. У першому розділі наведено співвідношення, використані для інтерпретації даних для ЕОК, ПОК і ПРОК кристалів залежно від термодинамічних умов їх вимірювання, найперше механічного стану (механічно вільний і затиснутий зразки) та електричного стану (умови постійних електричного поля та індукції). Аналізуючи процес поширення світла в цих кристалах і визначаючи напрямки двох можливих поляризацій світла та (для одновісних кристалів це відповідно поляризації незвичайної і звичайної хвиль) залежно від напрямку поширення на основі невизначеного множника Лагранжа, виведено загальні рівняння ВП ПОЕ і ПРОЕ для триклінних кристалів. Вираз для визначення Skm за методом півхвильових напружень має вигляд (9), де півхвильові напруження skm і стосуються зразка в повітрі та імерсійній рідині (останню позначає індекс „р”), а параметри s? і s?p описують „паразитну” зміну d?Dk оптичного шляху в одиницях півхвильового напруження, що індукує зміну d?Dk = l¤2 (для нашої експериментальної установки s? = ? і s?р =-1200 КГ/см2).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ