Исследование свойств нелинейно-оптических кристаллов при помощи спонтанного параметрического рассеяния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Белорусский государственный университет

РГ Б ОД

/ 4 СЕЙ 1995

На правах рукописи

ВОЙТУКЕВИЧ Юрий Альфредович

УДК 535.37+548.<Н621.373.826

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ ПРИ ПОМОЩИ^СПОНТАННОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАССЕЯНИЯ

01.04.05. - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Минск - 1995

Работа выполнена на кафедре общей и теоретической физики г Гродненского государственного университета им. Янки Купалы

Научные руководители: кандидат технических наук

М.Г. ЛИВШИЦ

доктор физико-математических наук Г.Я4 СЛЕГШИ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор В.А. ОРЛОВИЧ

кандидат физико-математических наук доцент

И.И. ЖОЛНЕРЕВИЧ

Оппонирующая Институт электроники АНБ

организация:

Защита состоится 29 сентября 1995 года в 10 ^

часов на заседании Совета К 056.03.01 по присуждению ученой степени кандидата наук б БелЬрусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете (220080, г. Минск, пр. Ф. Скорины 4, Главный корпус, ауд. 207).

С диссертацией можно ознакомиться ■ в библиотеке Белорусского государственного университета.

Автореферат разослан 1995 года.

Ученый секретарь Совета доцент ^^^^

А.В. Чалей

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Нелинейно-оптические кристаллы широко используются в лазерной технике и устройствах интегральной оптики. При этом особое внимание уделяется качеству используемых кристаллов. Поэтому контроль заданных параметров нелинейных кристаллов представляет собой актуальную задачу как в чисто прикладном аспекте; так и в плаке фундаментального исследования многоволнового взаимодействия в неоднородных средах.

В институте физики АНБ и Белгосуниверситете активно разрабатываются вопросы взаимодействия лазерного излучения в неоднородных средах, точнее в периодических структурах, но основной акцент в данных разработках уделяется вынужденным процессам (генерация гармоник, параметрические генераторы и т.п.). Вопросы, связанные со спонтанными эффектами, каким является спонтанное параметрическое рассеяние (СПР), рассматривались крайне редко и не систематизированы.

Работа по исследованию СПР в неоднородных средах проводилась в рамках госбюджетной научно-исследовательской тйяы "Разработка методов исследования свойств кристаллов с помощью параметрического рассеяния излучения в рентгеновском и оптическом диапазонах", входящей в республиканскую межвузовскую программу фундаментальных исследований "Ядерная оптика поляризованных сред'".

Цель и задачи исследования

Целью работы являлось определение степени неоднородности нелинейно-оптических кристаллов. Неоднородность кристаллов определялась, исходя из влияния неоднородности нелинейной среды на спектральную и угловую форму линии СПР, т.е. решалась обратная задача рассеяния. Для достижения указанной цели- была разработана теория СПР в случайно-неоднородных средах к изучены спектры СПР в нелинейно-оптических кристаллах ниобата лития.

Научная новизна полученных результатов

Значительное влияние неоднородности нелинейной среды на условия волнового синхронизма при параметрическом рассеянии хорошо известно, однако строгая теория СПР в неоднородной среде отсутствовала. В результате проведенной работы

!) впервые получена аналитическая зависимость формы линии СПР в статистически однородном и изотропном случайном поле От степени неоднородности данного поля,

г •

2} зарегистрированы спектральная и угловая формы линии СПР для кристалла ниобата лития, взятого в качестве модельного кристалла,

3) впервые разработан и создан многофункциональный спектрометр СПР.

Практическая значимость полученных результатов

Результаты работы использовались для контроля качества кристаллов ниобата лития, выращиваемых в НИИ "ДЕЛЬТА" (г. Москва), НПО "КАРАТ" (г.. .Львов) и DELTROMC Crystal Industries inc. (США). Проведенные измерения показали высокую чувствительность предлагаемых методов контроля, основанных на СПР. Исследований кристаллов указанных фирм проводились в рамках договора с НПО "ДЕЛЬТА" и контракта с DELTRONIC Созданный экспериментальный стенд позволяет проводить серийные измерения степени неоднородности показателя преломления нелинейно-оптических кристаллов.

Экономическая значимость полученных результатов

Разработанные методы контроля неоднородности нелинейно-оптических кристаллов, в отличие от интерференционных методов, не требуют прецезиониой обработки поверхности исследуемых кристаллов. Это позволяет сократить затраты на обработку исследуемых образцов. Применение данных методов позволяет также увеличить эффективность использования кристаллических заготовок при производстве нелинейно-оптических устройств и устройств интегральной оптики и, тем самым, уменьшить затраты на их производство.

Положения, выносимые на защиту

!. В предположении малости относительного изменения показателя преломления среды на расстояниях порядка длины волны случайная неоднородность нелинейно-оптической среды приводит к уширению спектрального и углового контура линии СПР, подавлению боковых пиков в спектрах СПР при коллинеарном синхронизме и к уменьшению интенсивности сигнала..

2. Влияние рассеяния на случайных кеоднородностях при СПР эквивалентно поглощению ка холостой частоте.

3. Методы контроля неоднородности показателя преломления, которые имеют чувствительность к дифференциальной неоднородности показателя преломления среды, сравнимую с чувствительностью интерференционных методов, но, в отличие от интерференционных методов, данные методы

испытывают незначительное влияние шероховатости поверхности исследуемых кристаллов.

Личный вклад соискателя

Автор Енес решающий вклад в разработку спектрометра СПР. Постановка задачи по расчету эффекта СПР в случайно-неоднородной среде была осуществлена совместно с доктором физ.-мат. наук Г.Я. Слепяном. Автором самостоятельно был произведен расчет параметрического рассеяния в случайно-неоднородной среде; установлена идентичность влияния рассеяния на случайных кеодкородностях при СПР и поглощения на холостой частоте; проведены экспериментальные исследования излучения СПР.

Апробация результатов

Основные результаты, полученные в диссертации, были доложены на

1) VII Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение", Москва,

1988 г.

2) IX республиканской конференции молодых ученых по спектроскопии и квантовой электронике, Литва, Паланга,

1989 г.

3) VI Гродненской областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Гродно, 1990 г.

4) Международной конференции по квантовой электронике, Австрия, Вена, 1992 г.

5) Международной -конференции "От Гаяилеевского "occhiaiino" до оптоэлектроники: границы оптических систем и материалов", Италия. Падова, 1992 г.

6) Международной конференции "Современные проблемы лазерной физики и спектроскопии", Гродно, 1993 г.

Опубликованность результатов

Результаты исследований, включенные в диссертацию, были опубликованы в 4 статьях, S авторском свидетельстве и 6 тезисах.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, четырех глав, выводов и библиографии, включающей 84 наименования. Материал изложен на 117 страницах машинописного текста и содержит 40 рисунков и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована цель работы, ее научная новизна и практическая значимость, а также основные защищаемые положения.

Первая глава содержит обзор литературных данных. В ней рассматриваются основные виды неоднородности кристаллов и методы исследования качества нелинейно-оптических кристаллов.

Показано, что наиболее чувствительными адекватными методами контроля неоднородности показателя преломления являются нелинейно-оптические методы, среди. которых особое положение занимают методы, основанные на использовании эффекта СПР, поскольку помимо высокой чувствительности спектра СПР к неоднородности показателя преломления, к числу несомненных достоинств СПР относятся линейная зависимость рассеиваемой мощности от мощности накачки, независимость сигнала от сечения и когерентных свойств пучка накачки, а также возможность плавно изменять частоту сигнала в широком спектральном диапазоне.

Отмечается, что известные из литературы математические модели для расчета неоднородности показателя преломления на основе спектрально-угловых или температурных зависимостей преобразованного излучения не вполне корректны.

Приводятся основы теории СПР в однородных анизотропных кристаллах.

Показано влиетие состава кристалла на, дисперсионные зависимости показателей преломления ниобата лития (различие обыкновенных показателей ' преломления для кристаллов конгруэнтного и стехиометрического состава составляет до 0,004, а необыкновенных - до 0,002).

Вторая глава посвящена теоретическому рассмотрению одномерного СПР в случайно-неоднородном изотропном поле при отсутствии и наличии поглощения на. холостой частоте.

Получена аналитическая зависимость ДМ, ц) спектральной и угловой формы линии СПР в статистически однородном и изотропном случайном пале от степени неоднородности данного поля. Случайная неоднородность среды характеризуется параметром ц, определяющим продольную неоднородность показателя преломления вдоль луча накачки.

■2X4 г

Ы)

[(Ак)2 + ц2][1- е-"1 соэ( Ак1)| - 2иЛк е-^ з5

1(Дк)2

■,12.

(О

где - квадратичная восприимчивость среды; М - волновая расстройка; / - длина кристалла.

Первое слагаемое в выражении (!) соответствует случаю ц/»1, при этом форма линии СПР является лоренцевой к осцилляции в зависимости ДЛ£ ¡и) отсутствуют. В остальных случаях функция ц) является осциллирующей (ркс. 1).

5.0

0 8 1!

0.6

0.4

0.2

0.0 1

А/

¡1-0

I 1

л 1 -

/V а. I и-

|1/= 1.0

! - I' 2.0

I/

/

, 'I У\

\

-20

-10

О

л А' /

10

Рис. 1. Вид функции ,ДД4 ц)

Согласно (1) неоднородность среды приводит к уширению наблюдаемой спектральной линии при сохранении ее площади и не зависит от параметра ц.

В главе отмечается, что форма спектральной линии СПР в случайно-неоднородной среде описывается выражением (1), которое заменяет в форм-фактор 5тс2(Л.У/2), фигурирующий в элементарной теории параметрического рассеяния.

Показано, что влияние на спектр СПР рассеяния на случайных неоднородностях и затухания на холостой частоте, в принципе, оказываются эквивалентными. Как неоднородность среды, так и поглощение на холостой частоте приводят к трансформации фотонов в поляритоны. Хотя физическая природа поляритонов в обоих случаях различна, механизм их параметрического рассеяния получается одинаковым.

Третья глава - методическая. В данной главе описан спектрометр параметрического рассеяния, который обладает следующими характеристиками;

1} спектральный диапазон - 40СН-600 и 600900 нм;

2) спектральное разрешение 0,3 см'1;

3) источник накачки - непрерывный аргоновый лазер с мощностью излучения на длинах волн 488,0 и 514,5 нм до 2 Вт;

4) подавление рассеянного излучения - 8x10' 7;

5) угловое разрешение гониометра 5";

6) диапазон перемещения закрепленного кристалла в плоскости, перпендикулярной лучу накачки - От-ЗО мм, минимальный шаг перемещения - 10 мкм.

В главе подробно рассматриваются методы - определения продольного и пространственного распределения неоднородности показателя преломления. Продольную неоднородность нелинейной среды можно характеризовать при помощи параметра продольной неоднородности ^ или эффективности использования длины кристалла т). Проанализировано аппаратурное искажение линии одномерного СПР, приводящее к ошибке в определении параметра продольной неоднородности ц. Определены оптимальные условия регистрации, определяющие угол сбора излучения (.зависящий от диаметра раскрытия диафрагмы) и спектральную ширину щели, при которых ошибка в определении данного параметра является минимальной

Но%).

Приводятся условия регистрации СПР и методика определения ориентации кристаллов, позволяющий определять ориентацию кристаллоз с точностью 2-:-30'.

Описываются кристаллы, выбранные в качестве объектов исследования.

Для определения распределения поперечной неоднородности показателя преломления разработаны ряд методов:

1. По спектральному сдвигу центрального пика в спектре СПР для ряда выбранных точек:

- точность порядка {0,5т-!)х!0~5;

- диапазон измерения Дп не ограничен;

- шероховатость поверхности не влияет на измерения Ап,

2. время измерения распределения неоднородности показателя преломления для 156 точек трехдюймовой пластины составляет примерно 3 часа.

По зависимости сигнала СПР на заданной частоте от изменения показателя преломления:

- точность порядка 1x10 5;

- время измерения для трехдюймовой пластины составляет примерно 30-40 мин;

- влияние шероховатости поверхности на измерения Ап пренебрежимо мало;

- диапазон измерения ограничен и зависит от толшины .кристалла: для пластины-толщиной I мм измеряемое Дп не превышает 5хШ~Л

Важным сзойством разработанных нами методов неразрушающего контроля неоднородности показателя преломления, основанных на эффекте СПР, является то, что они слабо чувствительны к когерентным свойствам зондирующего излучения в силу линейкой зависимости интенсивности сигнального излучения от мощности накачки.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям кристаллов ниобата лития при помощи эффекта'СПР! Приводятся теоретические и экспериментальные спектры СПР. Отмечается, что спектры. СПР позволяют определять границы области выполнения волнового синхронизма, регистрировать различия з дисперсионных характеристиках исследуемых кристаллов одного типа и определять ИК-границу диапазона '". прозрачности - нелинейно-оптических кристаллов.

Обращается внимание на высокую чувствительность спектрально-угловых' характеристик СПР к изменению состава исследуемых кристаллов. Рассматриваются спектральная и угловая форма-линии одномерного СПР в реальных кристаллах и отмечается согласие между разработанной теорией СПР в случайно-неоднородных средах и экспериментальными спектрами (рис. 2, 3). Используя з

качестве критерия качества аппроксимации формы линии коллинеарного СПР критерий %2, отмечается, что в большинстве случаев критерий х2 находится в диапазоне 0,8-1,2, в то время, как значение у.2 при уровне достоверности 95% составляет 1,4.

145» 14600 14650 14700 14750 14800 1-4850

. см '

Рис. 2. Спектральная форма линии одномерного СПР для кристаллов фирмы ОеИгошс. Длина кристаллов 1,0 мм. /'- ц/=0,184; 2 -¡¡1= 1,08!.

Рис. 3. Угловая зависимость сигнала СПР для кристалла ¡ЛЧЬОз:71' НИИ "Дельта" - / (длина кристалла 4,79 мм) и кристалла-удвоителя частоты от ЛТИПЧ - 2 (5,80 мм.). / - ^=0,22, Ду=-3,9 см~!; 2 -¡л/~0,35, Ау--2,9 см"1. Здесь Д\> - отстройка от частоты коллинеарного синхронизма.

Приведены примеры измерения неоднородности показателя преломления всеми описанными методами. На рис. 4 представлен

пример распределения поперечной неоднородности показателя преломления в кристалле 1ЛКЬОз> Обращается внимание на то, что состав кристалла и условия роста влияют на частоту коллинеарного синхронизма, что позволяет использовать СПР не только для измерения степени неоднородности среды, но и для контроля состава кристаллов.

Рис. 4. Пример распределения поперечной неоднородности показателя преломления в кристалле УЫЬОз размерами 076,2x1,0 мм ФеКгашс).

Указывается,, что разработанные методы неразрушающего контроля неоднородности среды обладают высокой чувствительностью к дифференциальной неоднородности показателя'■ "преломления (на уровне (0,5+1 )хЮ"5).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

Основные результаты выполненной работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Получена аналитическая зависимость спектральной и угловой формы линии СПР в статистически однородном и изотропном случайном поле от степени неоднородности данного поля.

2. Разработан и создан многофункциональный автоматизированный спектрометр СПР, позволяющий регистрировать угловые и спектральные параметры излучения СПР, а также производить прецизионное сканирование исследуемого кристалла по его сечению.

3. В предположении малости относительного изменения показателя преломления среды на расстояниях порядка длины волны теоретически и экспериментально показано, что продольная случайная неоднородность нелинейно-оптической среды не вызывает сдвига максимума линии одномерного СПР, а приводит к уширению спектрального и углового контура линии, подавлению боковых пиков в спектрах СПР при коллинеарно?.», синхронизме и к уменьшению интенсивности сигнала.

4. Обнаружено, что влияние рассеяния на случайных неоднорсдн остях при СПР эквивалентно поглощению на холостой частоте.

5. Разработаны методы контроля неоднородности показателя преломления, высоко чувствительные к дифференциальной неоднородности показателя-преломления среды, на уровне Cl-r3)xS0'A что сравнимо с чувствительностью интерференционных методов, и обладающие незначительной чувствительностью к шероховатости поверхности исследуемых кристаллов: изменение толщины кристалла на 1 мы по влиянию на величину сигнала СПР равносильно изменению показателя преломления на 8x10 6.

Проведенные исследования СПР в нелинейно-оптических кристаллах подтверждают высокую чувствительность излучения СПР к незначительным вариациям оптических параметров исследуемой среды. Это позволяет эффективно использовать СПР для неразрушяющего контроля нелинейно-оптических преобразователей частоты, подложек для устройств интегральной оптики и поверхностно-акустических, волн, а также для контроля состава кристаллов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Baryshevsky У.G., Voiíuckevich Yu.A., Lapitsky У.P., Livshitz M.G.. Slepyan G.A., and Lozner M.E. Quality Testing Method oí Nonlinear Crystals by Parametric Light Scattering// Int. Corn, on Quantum Electronics Technical Digest Series 1992 (Vienna), Vol. 9, P. 188189.

2. Voituckevich 'Yu.A., Livshitz M.G;, SSepyan G.Â., Yarosh . i.V. Method for Spatial Distribution Measurement of Refractive Index Inhomogeneity/ / Int. Con?. "From Galileo's "occhialino" to optoelectronics: frontiers oí optical systems and materials"., Padova, Í9S2, P. B27.

3. Войтукевич Ю.А. Влияние спектрального и углового разрешения детектора на спектр параметрического рассеяния/ / Современные пробл. лазерной физики к спектроскопии. Тез. межд. конф. -Гродно, 1993, с.58-59.

4. Войтукевич Ю.А., Лапицккй В.П., Лившиц М.Г. Спектрометр . параметрического рассеяния света// Весц] АН БССР (ф1з.-мат.)

- 1989. № 6. - С.47-49.

5. Войтукевич Ю.А., Лившиц М.Г., Лагашкий В.П. Способ ориентации одноосных кристаллов. A.C. № 1770849 от 22.06.92.

6. Войтукевич Ю.А. Метод ориентации двулучепреломдяющих кристаллов// Материалы VI Гродненской обл-й научно-лракг. хонф. молодых ученых и спец-в. Гродно, - 1990. - С. 138.

7. Войтукевич Ю.А., Маскевич С.А. О природе пространственно-периодических осцилляции интенсивности рассеянного света в кристаллах/ / УФЖ.- 1989. Т. 34, № 8. - С. 1196-1198.

8. Войтукевич Ю.А., Кузьмин В.В., Лившиц. М.Г. Автоматизированный люминесцентный спектрометр// Сборник научных трудов по физике/ Гродненсичй университет. - Гродно, 1988. - С.85-95. (Деп. в ВИНИТИ 05.08.88, № 6297 - В 88.)

9. Войтукевич Ю.А., Кузьмин В.В., Павлова H.A. Измерение квантового выхода люминесценции на автоматизированном спектрометре/ / Тез. докл. УЛ Всесоюзной научио-техн. конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение". *-Москва, !988.-С. 157.

10. Войтукевич Ю.А., Лапицкий В.П., Лившиц М.Г., Лозкер Л.Е. Спектроскопия параметрического рассеяния кристаллов ниобата лития// Лазерная и оптико-электронная техника.

. Межвузовский сб, научн. тр. Вып. 2. - Минск. 1982. - С. 48-57.

• «

резюме

Войтукевкч Юрий Альфредович

'исследование свойств нелинейно-оптических

КРИСТАЛЛОВ ПРИ ПОМОЩИ СПОНТАННОГО

ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАССЕЯНИЯ

Спонтанное параметрическое рассеяние, параметрическая люминесценция, келинейно-оптичес.кис кристаллы, ниобат лития, случайно-неоциородные среды, показатель преломления.

Объект исследования

Спонтанное параметрическое рассеяние е случайно-неоднородных средах.

Цель работы

Определение степени неоднородности нелинейно-оптических кристаллов, исходя из влияния неоднородности нелинейной среды на спектральную и угловую форму линии СПР,

Методы исследования и аппаратура

Методы теории случайных процессов и нелинейного взаимодействия волн при СПР: метод Рытова, ВКБ-метод, метод геометрической олтики; техника спектральных измерений с использованием лазерных источников света; спектрометр параметрического рассеяния.

Теоретические результата и новизна

Впервые разработана теория СПР в случайно-неоднородных средах и изучены спектры СПР в нелинейно-оптических кристаллах ниобата лития. Впервые получена аналитическая зависимость спектральной и угловой фермы линяя СПР в статистически однородном и изотропном случайном поле от степени неоднородности данного поля. Обнаружено, что влияние рассеяния на случайных неоднородкеетях при СПР эквивалентно поглощению на холостой частоте.

Применение результатов работы

Разработан и создан многофункциональный автоматизированный спектрометр СПР, позволяющий регистрировать угловые и спектральные параметры излучения СПР, а также производить прецизионное сканирование исследуемого кристалла по его сечению.

Разработаны методы контроля неоднородности показателя преломления. Данные методы

1) высокочувствительны к дифференциальной неоднородности показателя преломления среды, на уровне (н-З)-Ю

2) обладают незначительной чувствительностью к шероховатости поверхности исследуемых кристаллов;

3) слабо чувствительны к когерентным свойствам зондирующего излучения.

Продемонстрирована возможность использования СПР для нерззрушающего контроля нелинейно-оптических преобразователей частоты, подложек для устройств интегральной оптики и поверхностно-акустических волн, а также для контроля состава кристаллов.

ч

РЭЗЮМЭ Байтукев!ч Юрый Альфредав1ч ДЛСЛЕДВАКНЕ 7ЛАСЦ1ВАСЦЕЙ НсЛ1НЕЙНА-АПТЫЧНЬ!Х КРЫШТАЛЁУ ПРЫ ДАПАМОЗЕ СПАНТАННАГА

ПАРАМЕТРЫЧНАГА РАССЕЙВАННЯ Спантанкае параметрычнзе рассейванне, параметрычнзя яюшнесценцыя, нел!нейна-аптычныя крыштал!, жабат .штыя, выпадкова-кеаднародныя ассяроддз!, паказчык праламяення,

Аб'ект дасследвання

Спантаннае параметрычнае рассейванне у выпадксва-неаднзродным ассяроддз).

Мзта работы

Вызначзнне ступеш неадиароднасщ нелшейна-аптычнътх крышталёу, зыходзячы з уплыву неадиароднасщ нелшейнага асяроддзя на спектральную I вуглавую форму лжи СПР.

Метады яасспедзання I аппаратура Метады тзорьп выпадковых ярацэсау I нелшейнага узземадзеяння хваль пры СПР: метад Рытава, ВКБ-метад, метад геаметрычнай оптыю; тэхшка спектральных аымярэнняу з выкарыстаннем лазерных крынщ святла; спектрометр параметрычнага рассейвання.

Тэарэтычныя вынк! I нав!зна Упершьшю распрацавана тзорьхя СПР у вкпадкова-неаднародным асяроддз! 1 вывучаны спектры СПР у нел'шейна-аптычных крышталях шабата л!тыя. Упершыню' атрымана аналЬычная залежнасць спектральнай < зуглавой формы лшн СПР у статыстычна аднародным 5 ¡затропным выпадковым пол! ад ступеш неаднароднасщ дадзенага поля. Выяулена, што уплыУ рассейвання на выпадкозых неаднароднасцях пры СПР эквгвалентны паглынанню на халастой частаце.

Прымякенне выжкау працы

Рзспрацаваньт I створаны многафункцыянальны аутаматыэеваны спектрометр СПР, пазвалйючы репстраваць вуглавыя 1 спектральный параметры выпрамення СПР, з таксама праводз'щь прецызшннае скашравание даследваеыаго крышталя па яго сячэнню.

Распрадаааны метады кантродя неаднароднасщ паказчыка праламленнн. Гзтыя метады

t

1) высокауспрыймальны да дыфферекцыяльнай яеаднароднасщ паказчыка праламденння асяроддзя на узроуш 0-§-3)-1(Г6;

2) маюць нязначную успрьшмальнасць да няроунасш паверхш даследваемых крыаггалёу;

3) слаба успрыймальнаны . да кагерэнтнкх уласщвасцей зандыруючага выпрамення.

Прадэманстравана . магчымасць выкарыстання СИР для неразрушальнага кантрсля нелшейка-аптычных пераутваральшкау частзты, ладложак да устройств штэгральнай оптыю i паверхна-акустычных хваль, а таксама для кантролю саставу крышталёу.

SUMMARY Voituckevich Yuri Alfredovich ¡NVESHGATiON OF NONLINEAR-OPTICAL CRYSTALS FEATURES BY PARAMETRIC LUMINESCENCE

Parametric luminescence, spontaneous parameiric scattering, nonlinear-optical crystals, lithium niobate, randomly inhomogeneous media, refractive index.

The object of research

Parametric luminescence (PL) in randomly inhomogeneous media.

The research goal

The determination of the nonlinear-optical crystals inhomogeneity proceeding from an effect of the nonlinear medium's inhomogeneity on the spectral and angular shape of PL line.

Research methods and equipment used

Techniques of the random process theory and nonlinear interaction at PL, i.e. Rytov's method, the WKR-method, geometric optics technique; a technique of spectral measurements using lasers as light sources; the PL-spectrometer.

Theoretical results and novelty

For the first time the theory of PL in randomly inhomogeneous media has been developed and PL-spectra in nonlinear-optical crystals of lithium niobate have been studied. For the first time the analytical dependence of the spectral and angular shape of PL-line in statistically homogeneous and isotropic random field on the degree of the inhomogeneity of this field. It was discovered that scattering by random inhomogeneities at PL is equal to absorption on the idler frequency-

Applications of the results

Multi-function computer-aided PL-spectrometer has been created. It can register angular and spectral features of PL emission as well as precision scanning of the crystal studied on its surface.

Methods for the refractive index inhomogeneity testing have been developed. They are

1) high sensitive to differential inhomogeneity of refractive indices on the level of (l-s-3)-10~6 ;

2) negligibly sensitive to the roughness of the surface of crystals studied;

3) low sensitive to coherent features of the pump emission.

Possibilities of PL using for nondestructive testing of nonlinear-optical

frequency transformers, substrates for integrated optics devices, SAW, and for crystal composition testing are shown.