Трех- и четырехволновое рассеяние света на поляритонах в кристаллах ниобата лития с примесями - Реферат

бесплатно 0
4.5 173
Рассеяние света в однородных кристаллах. Изучение характеристик однородных и слоистых кристаллов ниобата лития с различным содержанием примесей методом спектроскопии спонтанного параметрического рассеяния. Четырехфотонное рассеяние света на поляритонах.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ТРЕХ-И ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА ПОЛЯРИТОНАХ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ С ПРИМЕСЯМИ выпускника физического факультетаВ свою очередь, среди них выделяются три группы: пространственно-однородные кристаллы, но с различным содержанием примеси (используются кристаллы с примесью магния и неодима), пространственно-неоднородные монодоменные среды и пространственно-неоднородные полидоменные среды с регулярными слоями роста, которые могут использоваться для квазисинхронного преобразования лазерного излучения. Для изучения этих трех групп кристаллов используется спонтанное параметрическое рассеяние (СПР) и рассеяние света на поляритонах (РСП) [1]. C помощью этого метода можно обнаружить явления, не проявляющиеся в спектрах комбинационного рассеяния света на фононах. В данной работе получены спектры спонтанного рассеяния однородных кристаллов ниобата лития с различной концентрацией примеси магния, измерены показатели преломления в видимой и инфракрасной области спектра. В полидоменных кристаллах параметрическое рассеяние при наличии нелинейной дифракции несет в себе информацию не только о дисперсионных характеристиках среды (зависимости средних значений показателей преломления и поглощения, квадратичной восприимчивости как от частот так и от поляризации накачки, сигнальной и поляритонной волн); но и о характеристиках периодической доменной структуры (пространственного распределения оптических свойств).Параметрическое рассеяние света представляет собой процесс спонтанного распада фотонов накачки (WL, KL) в кристалле с отличной от нуля квадратичной восприимчивостью на сигнальный (WS, KS) и холостой фотоны (WP, KP), либо фотон и поляритон.Основные черты частотно-углового спектра СПР определяются дисперсионной кривой w(k) кристалла. Дисперсионное соотношение кубического (неанизотропного) кристалла в гармоническом приближении в однорезонансном случае имеет вид: , (2) где e - диэлектрическая проницаемость среды на частотах много больших фундаментальных частот кристаллической решетки, но много меньших частот электронных переходов, f=e0-e - сила осциллятора, w0 - фундаментальная частота оптического колебания решетки. Запаздывающее взаимодействие между этими колебаниями в кристалле приводит к поляритонным возбуждениям, имеющим смешанную электромеханическую природу. В анизотропных одноосных кристаллах частотам поперечных и продольных колебаний WT и WL соответствуют частоты колебаний, смещения которых параллельны (WET; WEL) и перпендикулярны (WOT; WOL) оптической оси. На рис.2 изображены дисперсионные кривые, соответствующие случаю, когда вектор перпендикулярен главной оптической оси кристалла.Изменение нелинейной восприимчивости в пространстве оказывает воздействие на протекание параметрического процесса в кристалле. Периодическая модуляция нелинейной восприимчивости влияет на условия пространственного синхронизма[6]: , (6) где - вектор обратной решетки, связанный со слоями-доменами, d - толщина слоя, - единичный вектор, перпендикулярный слоям, m - целое число. Отсюда видно, что интенсивность рассеянного излучения в направлении, соответствующем m-ому порядку дифракции, пропорциональна Фурье-амплитуде cm. 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.Основными элементами экспериментальной установки (рис.3) для получения спектров спонтанного параметрического рассеяния на поляритонах (ПР-спектрограф) являются: аргоновый лазер (1) с длиной волны LL=488 нм, нелинейный кристалл (6), две призмы Глана (поляризатор (5) и анализатор (6)), трехлинзовая 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.Исследовались кристаллы ниобата лития с различной концентрацией примесей (Табл.1). Кристалл ниобата лития - одноосный отрицательный в видимой области спектра, имеющий большое двулучепреломление Dn=ne-no~-0.1. Кристаллы ниобата лития с вращательными слоями роста и закрепленными на них доменами выращивают путем 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, Dn~10-4 [10]. Значения обыкновенного и необыкновенного показателей преломления в кристалле ниобата лития без примесей No.1 получены в статье [11].

План
Содержание

Введение

Глава 1. Рассеяние света на равновесных поляритонах

1. Рассеяние света в однородных кристаллах

1.1 Дисперсионная кривая кристалла

1.2 Интенсивность СПР и симметрия кристалла LINBO3

2. Рассеяние света на поляритонах в условиях нелинейной дифракции

3. Экспериментальная установка для наблюдения СПР

Глава 2. Исследование характеристик однородных и слоистых кристаллов ниобата лития с различным содержанием примесей методом спектроскопии СПР

1. Образцы кристаллов LINBO3

2 Показатели преломления кристаллов в видимом и инфракрасном диапазоне спектра излучения

2.1 Дисперсия в видимой и ближней ИК области спектра

2.2 Дисперсия в поляритонной области спектра

3. СПР в моно- и полидоменных кристаллах

4. Толщина слоя в полидоменном LINBO3

Глава 3. Четырехфотонное рассеяние света на поляритонах

1. Обзор эффектов в нецентросимметричных средах

2. Прямое четырехфотонное взаимодействие

3. Каскадные трехволновые процессы

4. Экспериментальная установка для наблюдения четырехфотонного рассеяния света на поляритонах

Глава 4. Исследование характеристик кристаллов методом активной спектроскопии

Заключение

Литература

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?