Вплив поляризації індукуючого випромінювання на формування спонтанних періодичних структур у світлочутливих плівках - Автореферат

На відміну від голографічних дифракційних ґраток, сформованих у фоточутливих середовищах двома світловими пучками, у дисертації вивчаються фотоіндуковані періодичні структури (спонтанні ґратки (СҐ)), що виникають у світлочутливих плівках під дією одного світлового і, зокрема, лазерного пучка. Розсіювання світла в тонких світлочутливих плівках призводить, за певних умов, до збудження хвилеводних або випромінювальних мод, які спрямовуються уздовж поверхні. Переважна більшисть праць була присвячена вивченню зародження і розвитку СҐ на хвилеводних ТЕ-і ТМ - модах при дії лінійно поляризованих лазерних пучків. Пучки з різною поляризацією індукують різноманітне розсіювання і збудження мод, що неминуче повинно визначати нові особливості в розвитку СҐ. Поодинокі праці, присвячені зародженню СҐ на поверхневих поляритонах, які збуджуються циркулярно поляризованими пучками на поверхні твердих тіл, указують на різноманітність СҐ і залежність їхньої структури від кута падіння лазерного пучка та стану поверхні опромінюваних тіл.У другому розділі «Методи отримання та дослідження ФПС у тонких світлочутливих плівках» обговорюються оптичні і фотоструктурні властивості та методика приготування плівок AGCL-Ag, які використовуються для експерименту. У третьому розділі «Особливості формування спонтанних ґраток при дії еліптично і циркулярно поляризованих пучків» подано результати дослідження дифракційних картин і малокутового розсіювання (МР) від СҐ, сформованих у тонких плівках AGCL-Ag під дією ЕПС, ЦПС і при послідовному опроміненні ЛПС і ЦПС при нормальному падінні пучка. Для дослідження впливу еліптичності лазерного пучка (Не-Ne лазер, Р = 10 МВТ, l0 = 633 нм) на формування СҐ використовувалася тонка, товщиною менше товщини відсічки хвилеводної ТЕ0-моди, плівка AGCL-Ag. При допорогових експозиціях ЛПС і ЕПС із малою е індукує у плівці дихроїзм, викликаний утворенням ланцюжків із близько разташованих гранул Ag і витягнутих перпендикулярно відносно Е0 чи великої осі еліпса, сфероїдів і ін. анізометричних часток Ag. Розсіювання світла на частках призводить до переважного збудження у плівці ТЕ-мод і при експозиціях, більших від порогової, до зародження і росту на них СҐ.Запропоновано метод дослідження еволюції у часі СҐ при дії опромінюючих пучків з різною поляризацією, що грунтується на ефекті малокутового розсіювання. Вперше виявлено, що при формуванні спонтанних мікроґраток ЕПС виникає, в залежності від знака і величини еліптичності індукуючого випромінювання, асиметрія картин малокутового розсіювання і дифракції, що інтерпретується у припущенні розсіювання ТЕ-мод на анізометричних малих частках Ag у плівках AGCL. Розвиток СҐ, сформованих послідовним опроміненням ЛПС і ЦПС, істотно відрізняється від еволюції СҐ, індукованих пучками однієї поляризації: при послідовному опроміненні формуються мікроґратки, орієнтовані їхніми векторами під кутами ?60 о, ?45о до вихідних мікроґраток і їх розвиток залежить від знаку ЦПС. Вперше виявлено існування слабкої гіротропії, наведеної ЦПС у плівках AGCL-Ag, та її вплив на подальший розвиток СҐ під дією ЛПС. Індукована гіротропія впливає на еволюцію у часі СҐ при подальшому опроміненні ЛПС: на початкових стадіях опромінення виникає, в залежності від знака ЦПС, асиметрія в азимутальному розподілі дифракційної ефективності мікроґраток.

Основний зміст роботи

1. Запропоновано метод дослідження еволюції у часі СҐ при дії опромінюючих пучків з різною поляризацією, що грунтується на ефекті малокутового розсіювання. Вперше вивчена реорганізація СҐ при зміні азимута лінійно поляризованого лазерного пучка.

2. Вперше виявлено, що при формуванні спонтанних мікроґраток ЕПС виникає, в залежності від знака і величини еліптичності індукуючого випромінювання, асиметрія картин малокутового розсіювання і дифракції, що інтерпретується у припущенні розсіювання ТЕ-мод на анізометричних малих частках Ag у плівках AGCL. Анізометричні частки зявляються в період, що передує зародженню СҐ за рахунок ефекту Вейгерта.

3. Розвиток СҐ, сформованих послідовним опроміненням ЛПС і ЦПС, істотно відрізняється від еволюції СҐ, індукованих пучками однієї поляризації: при послідовному опроміненні формуються мікроґратки, орієнтовані їхніми векторами під кутами ?60 о, ?45о до вихідних мікроґраток і їх розвиток залежить від знаку ЦПС. Результати експерименту пояснено із врахуванням розсіювання ТЕ-мод частками Ag, що формують штрихи вихідної ґратки, та двовимірної дифракції Брега й оптичної анізотропії плівки, опроміненої ЛПС.

4. Вперше виявлено існування слабкої гіротропії, наведеної ЦПС у плівках AGCL-Ag, та її вплив на подальший розвиток СҐ під дією ЛПС. Наведена гіротропія виявляється в залежності знака кута повороту площини поляризації і знака кругового дихроїзму від знака ЦПС. Індукована гіротропія впливає на еволюцію у часі СҐ при подальшому опроміненні ЛПС: на початкових стадіях опромінення виникає, в залежності від знака ЦПС, асиметрія в азимутальному розподілі дифракційної ефективності мікроґраток.

5. Шляхом вимірювання азимутального розподілу дифракційної ефективності при різних часах експозиції і порівняння його з теоретичними розрахунками показана істотна роль позитивного зворотного звязку в процесі еволюції СҐ у плівках AGCL-Ag.

6. Вперше вивчені спонтанні ґратки, сформовані на радіаційних ТЕ - модах при похилому падінні ЦПС. Складна картина дифракції від СҐ у цьому випадку складається з трьох систем плям, дуг і кілець, дуги третьої системи мають форму, що відрізняється від колових дуг. Показано, що така структура картин повязана з утворенням у плівках AGCL-Ag надґраток, що виникають при перенакладанні по-різному орієнтованих відносно площини падіння антипаралельних за хвилевим вектором мікроґраток.

7. Вперше запропоновано новий метод запису і зчитування спектрів пропускання анізотропних кристалів, який ґрунтується на використанні ефекту Вейгерта і СҐ, індукованих у тонких плівках AGCL-Ag.

8. Вперше запропоновано голографічний метод запису видимого спектра світла за допомогою формування спонтанних ґраток у плівках AGCL-Ag. Показано істотну відмінність методу запису кольорових голограм на граничних ТЕ-модах у тонких плівках AGCL-Ag від відомого метода Ліпмана.

Список опублікованих праць здобувача за темою дисертації

1. Вплив розсіяння світла на формування фотоіндукованих періодичних структур у тонких світлочутливих плівках / Л.О. Агєєв, В.К. Милославський, М.В. Вармінський, Арашмід Нагал // Матеріали 3-ї Міжнародній конференції «Фізичні явища у твердих тілах». - Харків: ХДУ. - 1997. - С. 58.

2. Спонтанні періодичні структури, індуковані в тонких світлочутливих плівках лазерними пучками різноманітної поляризації / Л.О. Агєєв, В.К. Милославський, М.В. Вармінський, Арашмід Нагал // Тези VI Міжнародній конференції «Фізика і технологія тонких плівок»._ Івано-Франківськ: ПУ. - 1997. - С. 102 - 103.

3. Miloslavsky V.K., Naнal A., Ageev L.A. Peculiarities of spontaneous gratings formation in pнotosensitive films under linearly and circularly polarized radiation // Optics Communications. - 1998.-V. 147. - Р. 436 - 442.

4. Ageev L.A., Miloslavsky V.K., Naнal A. Study of spontaneous gratings formation in pнotosensitive films by means of small-angle scattering // Pure and Applied Optics. - 1998.-V. 7. - P. L1 - L5.

5. Arasнmid Naнal, Vladimir K. Miloslavsky, Leonid A. Ageev, Influence of pнotoinduced gyrotropy on тне formation of spontaneous periodic structures in ligнt-sensitive AGCL-Ag tнin films // Optics Communications. - 1998.-V. 154. - P. 234 - 242.

6. Miloslavsky V.K., Ageev L.A., Naнal A. Peculiarities of spontaneous gratings formation in pнotosensitive films under elliptically polarized radiation // Canadian Journal of Pнysics. - 1998.-V. 76. - P.77 - 85.

7. Ageev L.A., Miloslavsky V.K., Naнal A. Нolograpнic recording of visible-ligнt spectra in tнin AGCL-Ag waveguide films // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 1999. - V.1. - P. 173 -177.

Размещено на .ru