Нелинейно-оптическое преобразование теплового широкополосного излучения в анизотропных кристаллах

Толстов, Евгений Викторович

Нелинейно-оптическое преобразование теплового широкополосного излучения в анизотропных кристаллах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Толстов, Евгений Викторович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Хабаровск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2003 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Нелинейно-оптическое преобразование теплового широкополосного излучения в анизотропных кристаллах»

Автореферат диссертации на тему "Нелинейно-оптическое преобразование теплового широкополосного излучения в анизотропных кристаллах"

На правах рукописи

НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В АНИЗОТРОПНЫХ КРИСТАЛЛАХ

Специальность 01.04.05 - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Хабаровск - 2003

.Работа выполнена в Дальневосточном государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физ.-мат. наук, профессор

B.И. Строганов

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук, профессор

А.И. Илларионов

кандидат физ.-мат. наук, доцент

C.Ф. Воропаев

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие "Всероссийский НИИ физико-технических измерений" (ДАЛЬСТАНДАРТ)

Защита состоится 18 декабря 2003 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета ДМ 218.003.01 при Дальневосточном государственном университете путей сообщения по адресу: 680021, Хабаровск, ул. Серышева, 47, ауд. 230.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан ноября 2003 г.

Ученый секретарь у/// -*> ^Г /

диссертационного совета /ЯиЛ^/п^ЛЯ. -р ц Шабалина

2ое>? - /V

ПтлТ"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Среди устройств, использующих принципы нелинейной оптики, особое место занимают преобразователи теплового широкополосного излучения. В последнее время было показано, что возможно достаточно эффективное преобразование теплового излучения при использовании нелазерной накачки [1-3]. Разработка систем переноса широкополосного инфракрасного (ИК) излучения в видимую область спектра без использования лазерной накачки потребовала проведения теоретических и экспериментальных работ по преобразованию теплового излучения с широким спектром, была создана автоматизированная установка по исследованию особенностей процессов преобразования широкополосного инфракрасного излучения с использованием ЭВМ. Основным преимуществом в данном способе преобразования ИК изображения является отсутствие искажений [2,3].

При исследовании элеюрооптического (ЭО) эффекта обычно используют поляризационный метод, но рассматривать ЭО эффект можно, используя методы нелинейной оптики. Многие авторы, например [4], указывают на такую возможность описания ЭО эффекта, но систематического рассмотрения его в таком виде не проведено. Теоретические обоснования ЭО эффекта как нелинейно-оптического процесса позволяют прояснить в ряде случаев физическую сущность некоторых не совсем ясных моментов, а также предсказать новые возможности создания нетрадиционных ЭО устройств. Такие исследования являются актуальными.

Цель работы - исследование закономерностей и особенностей ЭО эффекта и нелинейно-оптического преобразования широкополосного ИК излучения в нелинейных анизотропных средах.

Задачи работы

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

1. Исследованы спектральные характеристики нелинейно-оптических преобразователей И К излучения на различных анизотропных кристаллах (КТЮР04, ШОз, а-НЮз, ЬПМЬОз, 1ЛЧЬ03:Си).

2. Исследовано влияние расходимости широкополосного ИК излучения, температуры ИК объекта (вольфрамовая лампа) и ширины спектра накачки на процессы ап-конверсии в нелинейно-оптических преобразователях ИК излучения.

3. Исследованы особенности преобразования немонохроматического ИК излучения с ультрафиолетовой широкополосной накачкой в область разностных частот.

4. Исследованы закономерности ЭО преобразования широкополосного излучения за счет линейного эффекта Керра на основе методов нелинейной оптики и возможность создания новых нетрадиционных ЭО устройств на его основе.

5. Исследованы особенности определения ЭО коэффициентов кристаллов при помоши интерферометра Фабри-Перо.

Методы исследования

Для достижения поставленной цели использованы теоретические и экспериментальные методы исследования.

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационной работы состоит в обнаружении ряда закономерностей в преобразовании широкополосного теплового излучения в нелинейно-оптических анизотропных кристаллах (КТЮРО4, LiJ03, cc-HJ03, LiNb03, LiNb03:Cu), связанных с параметрами преобразуемого излучения (температура ИК объекта, ширина спектра накачки, расходимость падающего пучка).

Показано, что изменение температуры ИК объекта (вольфрамовая нить) практически не приводит к изменению спектрального состава преобразованного излучения в кристалле, а изменяется лишь интенсивность; ограничение спектра накачки со стороны коротких длин волн, приводит к ограничению спектра преобразованного излучения также со стороны коротких длин волн; фокусировка широкополосного ИК излучения в кристалл приводит к значительному изменению спектра преобразованного излучения - наблюдается смещение максимума в преобразованном излучении относительно случая коллинеарного взаимодействия и эффект сопровождается расширением частотного спектра. Методами нелинейной оптики исследован линейный эффект Керра, который может обеспечить создание высокоскоростного оптического затвора ИК изображения, работающего с переносом оптического спектра в видимую область. Оригинальность и новизна результатов подтверждается авторскими публикациями в ведущих отечественных журналах по соответствующей тематике.

Практическая ценность работы

Все полученные в диссертационной работе результаты и используемые методы могут служить основой для создания новых оптических приборов и устройств, а также могут быть использованы в неразрушающих методах контроля.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа автора связана с научно-исследовательской госбюджетной темой Министерства путей сообщения РФ "Анизотропное отражение и электрооптические свойства кристаллов", выполняемой на кафедре физики Дальневосточного государственного университета путей сообщения.

Апробация работы

Результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались на следующих конференциях:

1. Второй Международной научной конференции творческой молодежи "Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке" (Хабаровск, ДВГУПС, 2001).

2. Second Asia Pacific Conference "Fundamental problems of opto- and microelectronics" (Vladivostok, 2001).

3. Второй Международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика 2001" (Санкт-Петербург, 2001).

4. Второй региональной научной конференции "Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование" (Хабаровск, ХГТУ, 2001).

5. Третьей региональной научной конференции "Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование" (Благовещенск, 2002).

6. Втором Международном симпозиуме (Самсоновские чтения) "Принципы и процессы создания неорганических материалов" (Хабаровск, 2002).

7. V Международной конференции "Прикладная Оптика 2002" (Санкт-Петербург, 2002).

8. Четвертой региональной научной конференции "Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование" (Владивосток, 2003).

9. Третьей Международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика 2003" (Санкт-Петербург, 2003).

10. Third Asia Pacific Conference "Fundamental problems of opto- and microelectronics" (Vladivostok, 2003).

11. VI Международной конференции "Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение" (Александров, 2003).

Публикации и вклад автора

По результатам работы лично автором и в соавторстве опубликовано 22 научных работы. Большая часть экспериментов и расчетов проведена автором самостоятельно.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Работа содержит 103 страницы машинописного текста, 43 рисунка, список литературы.состоящий из 113 наименований.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. В случае фокусировки широкополосного инфракрасного излучения от вольфрамовой лампы накаливания в кристалл спектр преобразованного излучения претерпевает значительное изменение. Наблюдается смещение максимума в преобразованном излучении относительно частоты синхронизма при коллинеарном взаимодействии и значительное расширение частотного спектра.

2. Использование в нелинейно-оптическом преобразователе широкополосного излучения нескольких кристаллов с различной ориентацией оптической оси позволяет повысить интенсивность и расширить спектр преобразованного излучения.

3. Линейный эффект Керра может обеспечить создание высокоскоростного оптического затвора ИК изображения, работающего с переносом оптического спектра в видимую область.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертации обоснованы ее актуальность и научно-практическая значимость, определена цель, сформулированы защищаемые положения, кратко изложено содержание работы.

В первой главе приведен анализ литературных данных по преобразованию теплового широкополосного излучения в нелинейно-оптических кристаллах без использования лазерной накачки и обзор теоретических и экспериментальных работ по исследованию ЭО эффекта в кристаллах.

Во второй главе приведены результаты исследований нелинейно-оптического преобразования широкополосного излучения в кристаллах. Рассматривается влияние расходимости теплового излучения и температуры ИК объекта на эффективность преобразования. Исследуются возможности преобразования теплового широкополосного излучения с ультрафиолетовой широкополосной накачкой, при эффекте генерации разностных частот.

В параграфе 2.1 приведены результаты исследований влияния расходимости теплового излучения (вольфрамовая лампа накаливания) на процессы нелинейно-оптического преобразования с учетом векторных взаимодействий.

Обычно при расчете спектров преобразованного широкополосного ИК излучения спектральная плотность преобразуемого ИК излучения принимается равномерной [1, 2], а пучок - сколлимированным, что не отвечает реальным условиям эксперимента. В работе [2] был проведен расчет спектра преобразованного излучения с учетом векторных взаимодействий расходящегося ИК излучения, но только для лучей идущих по центру пучка. Далее приводятся результаты исследований, в которых ограничения, указанные выше, преодолены, то есть, рассчитаны спектры преобразованного широкополосного теплового излучения вольфрамовой нити накаливания при температуре 2850 К, с учетом всех векторных взаимодействий при фокусировке теплового излучения в объем кристалла.

Интенсивность преобразованного теплового излучения с учетом векторных взаимодействий можно определить как [2, 5]:

01,

в+а а 2 'чч

/'>') = /Г1 1 /(1)

где А - коэффициент, пропорциональный квадрату компонента тензора нелинейной квадратичной восприимчивости кристалла; 1к(<Вк) и — интенсивности взаимодействующих волн; г - длина кристалла в направлении распросгранения излучения, Дк = кк + Ц - к| - волновая расстройка; сок = со,/2-Дю, = со,/2 + Дсо -взаимодействующие в преобразовании частоты; а - угловая расходимость пучка; Э - угол между осью пучка и оптической осью кристалла, совпадает с направлением коллинеарного синхронизма.

Аналитический анализ выражения (1) в общем случае, к сожалению, затруднен. На рис. 1 показан рассчитанный по формуле (1) спектр преобразованного ИК излучения (0,9-2 мкм) в кристалле Ьи03 (дайна 1 см). В качестве функций 1к(сок) и использовалась функция излучения вольфрама при температуре 2850 К. Из проведенных расчетов можно сделать вывод, что фокусировка ИК излучения приводит к

значительному расширению спектра преобразованного излучения при одновременном смещении максимума в спектре преобразованного излучения в область более длинных волн.

Это связано с увеличением числа возможных векторных взаимодействий в синхронизме для различных частотных составляющих в падающем широкополосном расходящемся излучении.

В параграфе 2.2 приведены результаты исследований возможности использования широкополосной ультрафиолетовой накачки для преобразования широкополосного теплового излучения. Системам преобразования спектра теплового излучения в видимую область с ультрафиолетовой накачкой не придавали особого значения из-за возможных сопутствующих мешающих эффектов - параметрической люминесценции. Вероятно, при определенных условиях возможно устранение этих эффектов и знание характерных особенностей преобразования в этом случае может бьпъ полезным при конструировании оптических приборов.

К используемым кристаллам для преобразования предъявляются повышенные требования. Область прозрачности должна включать как УФ, так и ИК области оптического спектра.

Подход авторов [1] к расчетам в этом случае неприменим, так как преобразуемые в условиях фазового синхронизма частоты связаны сложным образом с частотами УФ накачки и ИК излучения. В этом случае будут наблюдаться некоторые характерные особенности, связанные с данным эффектом. Для определения вклада от всех частотных составляющих в интенсивность преобразованного излучения определенной частоты со, = (юуф±0±у) - (соик±Пт у) необходимо одновременно увеличивать или уменьшать частоты в ИК и УФ области, "пробегая" по всей области спектра, изменяя П (О определяет вклад всех частот в со,). Для определения вклада во все частотные составляющие преобразованного излучения необходимо выбрать соответствующие частоты в ИК и УФ области, изменяя V (V выбирает значение частоты со,). При этом для преобразуемых частот ы,<соо взаимодействующие частоты в УФ и ИК области будут сдвигаться к со0, а для со,>со0 раздвигаться, то есть знаки при V будут различными. Выберем направление падающего излучения на кристалл так, чтобы условия фазового синхронизма были выполнены для средней частоты в ИК области соик (^ик= 1,064 мкм), и средней частоты в УФ области со уф (Я.уф = 0,36мкм) спектра (сОо= соуФ- соИк)- Если преобразование широкополосного теплового излучения в видимую область при реализации эффекта ге-

Рис. 1. Спектр преобразованного в кристалле ЬиОз ИК излучения от вольфрамовой лампы при Т = 2850 К. Кривые, расходимость падающею пучка, градусы: 1-0;2-2;3-3;4-4;5-5

нерации суммарных частот сопровождалось сжатием спектра (рис. 1, кривая 1), то в данном случае, как показал расчет, наблюдается расширение спосгра преобразованного излучения (рис. 2). Расчет проведен для коллине-арного взаимодействия оо->е, угол падения ИК излучения и УФ накачки по отношению к оптической оси кристалла 46°24\

В параграфе 2.3 исследуется угловая структура интенсивности второй оптической гармоники при векторных взаимодействиях ее->о в положительном кристалле в случае расходящегося основного излучения. Расчеты при векторных взаимодействиях ее-»о очень усложняются и имеют ряд особенностей из-за сложных соотношений между направлениями взаимодействующих волн и преобразованного излучения. Задача решена на примере кристалла Те02.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что вторая оптическая гармоника, при фокусировке (с учетом векторных взаимодействий ее—ю) претерпевает значительное пространственное перераспределение интенсивности излучения. Излучение со стороны углов.меньших угла синхронизма 9С, практически отсутствует, со стороны больших углов бс наблюдаются периодические осцилляции интенсивности второй оптической гармоники и небольшое угловое смещение максимума интенсивности, по отношению 6С в сторону больших углов от оптической оси кристалла.

В параграфе 2.4 приводятся результаты экспериментальных исследований спектральных характеристик преобразователя теплового излучения, в котором использованы различные нелинейно-оптические кристаллы (иЫЬОз, 1л>ЛЮз:Си, У10,, а-НЮз, КТЮР04). На рис. 3 приведена схема экспериментальной установки. В качестве объекта ИК излучения во всех случаях использовалась одна и та же лампа накаливания с вольфрамовой нитью небольшого размера. Преобразованное в нелинейном кристалле излучение через монохроматор МСД-2 попадает на фотоэлектронный умножитель ФЭУ-29. Отметим, что система, изображенная на рис. 3, по сути дела является тепловизором. За светофильтром 8 наблюдается ИК изображение нити лампы накаливания 2, преобразованное в видимую область спектра. Сигнал с фотоэлектронного умножителя усиливается селективным усилителем У2-8, настроенным на частоту модуляции ИК излучения. Тепловизор, монохроматор и фотоэлектронный умножитель помещены в светонепроницаемую камеру. Усиленный сигнал оцифровывается и вводится в 1ВМ-совместимый компьютер. В тепловизоре использованы следующие нелинейно-оптические кристаллы: У№Оз (толщина 11 мм), ЫЫЬОз:Си (толщина 2 мм). В том и другом случаях ось пучка ИК лучей перпендикулярна оптической оси кристалла. Кристаллы: ЬМОз (толщина 13 мм), ось пучка под углом

1 т 1, отн.ед.

0,5

1 I Ч I I I 1 I » I Г | 'I г

0.4 0,45 0,5 0,55 0,6^'мкм

Рис. 2. Спектр преобразованного ИК излучения (0,9+2 мкм) с широкополосной УФ накачкой (0.32+0,38 мкм) в кристалле ЬМОз (длина 1см)

30 градусов к оптической оси, а-НГОэ (толщина 12 мм), ИК излучение распространяется в плоскости У2, КТЮРСЬ (толщина 7 мм), ИК излучение распространяется в плоскости ХУ. Излучение не поляризовано. В первых четырех случаях реализован тип взаимодействия оо->е, для КТР - ое->е, Спектр преобразованного излучения от одного и того же ИК объекта, при одинаковых условиях регистрации в сильной степени зависит от типа используемого кристалла, его толщины, среза и типа взаимодействия (рис. 4). Здесь и везде далее, спектры приведены с учетом спектральной чувствительности ФЭУ-29 и с учетом пропускания светофильтра СЗС-21.

6 8

Рис 3 Схема экспериментальной установки. 1 - JIATP; 2 - источник ИК излучения: 3,4- линзы (F = 94 мм и F =- 220 мм); 5 - модулятор (150 Гц); 6 - светофильтр (КС-17), 7 - нелинейно-ошический кристалл; 8 - светофильтр (СЗС-21); 9 - дифракционный монохроматор МСД-2; 10 - ФЭУ-29, 11 - селективный усилитель У2-8, 12-АЦП, 13 - IBM-совместимый компьютер

Рис 4. Спектры преобразованного ИК-излучения в различных нелинейно-оптических кристаллах. Кристаллы: I - КТР, 2 - UJO,: 3 -а-Н.Ю-,; 4 - LiNbO,: 5 - LiNbO,:Cu

400

450

500

550

600

X, нм

В параграфе 2.5 рассматривается влияние температуры объекта на процесс преобразования ИК излучения в тепловизоре на кристаллах КТЮРО4 (КТР), Ш03, ЬМЬО, и а-ШО;. Исследование этого вопроса представляет значительный практический интерес, поскольку полученная информация дает возможность дистанционного измерения температуры объектов. Ранее данный вопрос рассматривался в [2], на примере кристалла ЬкЮз, но спектры преобразованного излучения не исследовались.

300

200

На рис. 5 приведены зависимости интегральной мощности Р преобразованного излучения в кристаллах при различной температуре ИК объекта. Они получены путем интегрирования зависимостей интенсивности преобразованного излучения от длины волны при различной температуре вольфрамовой нити. На рис. 6, а показаны спектры преобразованного излучения в тепловизоре при различной температуре. Полученные экспериментальные данные сравниваются с теоретическими расчетами на при-у К меРе кРисталла иЫЬО> Расчет произвели по формуле (1) с учетом векторных взаимодействий оо-»е. Исходный спектр теплового излучения вольфрама рассчитан по формуле Планка, с учетом пропускания светофильтра КС-17. Теоретический расчет (рис. 6, б) показал, что спектр преобразованного теплового излучения в кристалле ЫЫЬОз имеет характерный максимум в области 530 нм (длина волны фазового синхронизма), диапазон преобразованного теплового излучения лежит в области 478+550 нм, что хорошо согласуется с экспериментальными данными (рис. 6, а). Из полученных зависимостей видно, что изменение температуры ИК объекта практически не приводит к изменению формы спектра преобразованного излучения, изменяется лишь его интенсивность.

1500

2000

2500

Рис. 5. Интегральная мощность преобразованного излучения: ♦ ниобат лития; ■ ти-танил-фосфат калия; А иодат лития; • йодноватая кислота

470

490

510

530

550

к, нм

X, нм

Рис. 6. Экспериментальные (я) и теоретические (б) спектры преобразованного теплового излучения с учетом векторных взаимодействий в кристалле LiNbOj при различной температуре нити вольфрамовой лампы. Температура, К: 1 -2456; 2-2337; 3 - 2217; 4 - 2097; 5 - 1880

В параграфе 2.6 рассматривается влияние ширины спектра теплового излучения на процессы нелинейно-оптического преобразования в различных кристаллах

(КТР, ьио3, ит^ЬОз и а-НЮз). Для ограничения ширины спектра в качестве светофильтра 6 (рис. 3) использовались следующие светофильтры:

КС-17 (А.1 = 660 нм), КС-18 = 675 нм), КС-19 (А., = 700 нм), ИКС-1 (X, = 845 нм), ИКС-3 (X, = 950 нм),

где X, - коротковолновая граница в ИК спектре (определялась по уровню пропускания 50 %). Практически все светофильтры ограничивают спектр излучения накачки, не изменяя спектр от ИК объекта. На рис. 7 приводятся спектры преобразованного теплового излучения при различной ширине спектра широкополосного излучения падающего на кристалл, но при постоянной температуре нити вольфрамовой нити накаливания (Т = 2400 К).

Спектр в этом случае претерпевает некоторые изменения. При ограничении падающе-, го спектра со стороны коротких волн, преоб-

разованное в кристалле излучение также ограничивается со стороны коротких длин волн. |1 Однако даже незначительное уменьшение ин-

тенсивности падающего излучения в области длины волны синхронизма (у всех кристаллов примерно около 1-1,06 мкм) приводит к значительному уменьшению эффективности нелинейно-оптического преобразования теплового излучения. Отметим, что наибольший эффект по уменьшению интенсивности излучения в области длины волны синхронизма (для данных кристаллов) оказывают светофильтры ИКС-1 и ИКС-3. . В параграфе 2.7 рассматривается способ повышения эффективности нелинейно-

оптического преобразования теплового излучения за счет использования нескольких кристаллов. Несмотря на то, что возможность прямого (без посторонней накачки) » преобразования широкополосного теплового излучения показана достаточно давно,

этот способ не получил широкого практического применения из-за невысокой эффективности преобразования. Предлагается способ повышения эффективности с использованием нескольких кристаллических пластинок. Данный способ ранее рассматривался Волосовым В.Д., но при использовании лазерного излучения.

Эффективный нелинейно-оптический преобразователь широкополосного теплового излучения состоит из нескольких нелинейно-оптических анизотропных кристаллов, которые имеют различную ориентацию оптической оси по отношению к входной грани. Каждый кристалл в данной схеме настроен на свою длину фазового синхронизма, что даст значительное увеличение как ширины спектра преобразованного излучения, так и спектральной плотности преобразованного излучения. В

3 5 I, отн.ед.

Рис. 7. Спектры преобразованного в кристалле КТР теплового излучения вольфрамовой нити накаливания Светофильтры: 1 - КС-17; 2 - КС-18, 3 - КС-19; 4 - ИКС-1; 5 - ИКС-3

данном параграфе приводится расчет для нелинейно-оптического преобразователя на основе кристаллов ШО.), работающего в параллельном пучке широкополосного

теплового излучения вольфрама. Экспериментальная проверка возможности повышения эффективности нелинейно-оптического преобразователя проведена с использованием кристаллов КТР и ию3. Кристаллы устанавливались один за другим, в различном порядке. На рис. 8 показаны эксперимен- |

тальные результаты, соответствующие си- |

туации, когда кристалл Ш03 был установлен в фокус, а кристалл КТР - следом за I ним. Форма результирующего спектра в 1 значительной степени определяется кристаллом, поставленным в фокус линзы.

В главе 3 рассматриваются электроопти- *

ческие модуляторы, предназначенные для работы с немонохроматическим излучением. В параграфе 3.1 приводится описание ЭО модулятора немонохроматического I

излучения, построенного на анизотропных кристаллах, предназначенного для работы в параллельных пучках.

Модулятор состоит из двух одноосных ЭО кристаллов и трех поляроидов. Кристаллы находятся между скрещенными поляроидами. К одному из кристаллов модулирующее поле не прикладывается. Кристаллы должны иметь соответствующий данной схеме компонент электрооптического тензора. Немонохроматическое излучение распространяется перпендикулярно к оптической оси кристаллов, поляризация света под углом я/4 к оптической оси. Первый кристалл формирует на выходе I излучение, состоящее из максимумов и минимумов интенсивности по всему падающему спектру. Второй кристалл является управляющим элементом и также формирует максимумы и минимумы интенсивности по длинам волн. За счет ЭО ; эффекта показатель преломления второго кристалла не остается постоянным. В результате, на выходе системы, за поляроидом максимумы и минимумы интенсивности будут смещаться в небольших пределах по спектру, что приведет к изменению 1 интенсивности излучения на выходе модулятора, так как происходит сдвиг минимумов пропускания по длинам волн второго кристалла в область максимумов первого и наоборот. К данному модулятору предъявляются такие же требования, как и к модуляторам с перпендикулярным распространением света по отношению к оптической оси. Расчет проведен для модулятора на основе кристаллов УЫЬО,}. |

В параграфе 3.2 описывается модулятор, который позволяет проводить модуляцию широкополосного излучения с преобразованием его по спектру в область I гармоник и может работать как с параллельными пучками, так и с фокусирован- | ными. Эффекг Керра является квадратичным по модулирующему полю, так как |

400 450

500

550 600 X, НМ

Рис. 8 Спектр преобразованного теплового излучения в различных кристаллах: 1 - ШОз+КТР; 2 - Ы03; 3 - КТР

для электрооптических компонент в кристалле Р^ц на низкочастотное модулирующее поле задействованы две координаты с индексами к и 1, тогда как координаты с индексами ¡, ] соответствуют изменению поляризационных констант Да,, кристалла [6]. Но возможна реализация эффекта при приложении модулирующего поля с частотой П только вдоль одной координаты, например, с индексом 1, а высокочастотные оптические поля направлены вдоль координат с индексами к и в общем случае могут иметь разные частоты сор шк.

При этом возможна генерация суммарных частот в среде с кубичной нелинейностью [4], помещенной в электрическое поле, и эффект будет линейным по модулирующему (низкочастотному) полю, но реализовываться будет по-прежнему на кубичной нелинейности (х^г^^) кристалла. Этот эффект можно использовать для модуляции широкополосного излучения [7]. Эффект наиболее просто реачизу-ется в кристаллах, где гцк= О, а Яик|* 0.

Проведен расчет спектра промо-дулированного (преобразованного) широкополосного оптического излучения в кристалле кальцита, помещенного в электрическое поле (рис. 9). Предлагается использовать линейный эффект Керра для создания высокоскоростного оптического затвора инфракрасного изображения, работающего с переносом оптического спектра в видимую область. В этом случае можно будет воспользоваться некоторыми результатами, полученными в [2, 3]. Основным преимуществом в предложенном способе модуляции является отсутствие искажений.

Глава 4 посвящена характеристикам линейного электрооптического эффекта в кристаллах.

В параграфе 4.1 приводятся характерные особенности определения электрооптических коэффициентов в одноосных ЭО кристаллах при помощи интерферометра Фабри-Перо.

В параграфе 4.2 исследуются угловые характеристики электрооптического эффекта в кристаллах на основе методов нелинейной оптики. Выражение нелинейной поляризации анизотропной среды при ЭО эффекте [4] подставляется в нелинейное волновое уравнение, и находится решение (в приближении заданного поля, для случая малых коэффициентов модуляции) для промодулированной волны. При отходе падающего пучка по углу от точного значения угла синхронизма происходит рассогласование по фазе взаимодействующих волн, и, как при генерации оптических гармоник, можно рассчитать угловую ширину синхронизма. На рис. 10 приведена зависимость

I -

0,8 -

0,6 -0,4 -0,2 -0

1„ отн. ед.

0,48

—I—

0,5

0,52

0,54

Х„ мкм

Рис. 9. Спектр преобразованного (промоду-лированного) излучения в кристалле СаС03 Взаимодействие типа оо-»е. Спектр падающего излучения на кристалл 0.7^2 мкм

угловой ширины элекгрооптического фазового синхронизма от длины волны падающего излучения в кристаллах КН2Р04 и 1^Ь03. Рассмотрен случай амплитудной модуляции.

Для простого и быстрого экспериментального определения угловых характеристик электрооптических модулирующих устройств (на анизотропных кристаллах, с распространением излучения вдоль оптической оси) предлагается использовать коноскопические картины. Способ рассмотрен на примере кристалла ЫМЬОз; приложение электрического поля перпендикулярно оптической оси приводит к появлению двуосности, при этом окружности в коноскопической картине становятся эллипсами, и в центре картины наступает просветление. Меняя величину и полярность электрического напряжения на кристалле, можно измерить область просветлений в центре картины и определить предельно допустимую угловую расходимость падающего пучка оптического излучения. Так, например, для модулятора на кристалле У>}Ь03 (длина 1 см) предельная угловая апертура равна одному градусу при напряженности электрического поля 2400 В/см.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что при фокусировке теплового широкополосного излучения, спектр преобразованного излучения расширяется, и наблюдается смещение максимума в преобразованном излучении относительно случая коллинеарного взаимодействия.

2. Исследовано преобразование теплового широкополосного излучения при реализации эффекта генерации разностных частот с использованием немонохроматической ультрафиолетовой накачки. Показано, что спектр преобразованного излучения значительно шире, чем при эффекте генерации суммарных частот.

3. Изменение температуры используемого ИК объекта практически не приводит в тепловизоре к изменению формы спектра преобразованного излучения, изменяется лишь его интенсивность.

4. Ограничение спектра накачки со стороны коротких длин волн, приводит к ограничению спектра преобразованного излучения также со стороны коротких длин волн.

5. Показано, что использование нескольких кристаллов с различной ориентацией оптической оси, в нелинейно-оптическом преобразователе широкополосного ИК излучения, позволяет расширить спектр и повысить интенсивность преобразованного излучения.

Рис. 10. Зависимость угловой ширины 2Д9 электрооптического фазового синхронизма

6. Предложен амплитудный электрооптический модулятор немонохроматического света. Рассчитаны характеристики данного модулятора на кристалле LiNbOj.

7. Методами нелинейной оптики исследован линейный эффект Керра, который может обеспечить создание высокоскоростного оптического затвора ИК изображения, работающего с переносом оптического спектра в видимую область.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Кривощеков Г.В., Колпаков Ю.Г., Самарин В.И., Строганов В.И. Преобразование оптического излучения с широким спектром в нелинейных кристаллах // Журнал прикладной спектроскопии. - 1979. - Т.ЗО. - № 5. - С.884-889.

2. Троилин В.И. Преобразование немонохроматического широкополосного инфракрасного изображения в нелинейных оптических кристаллах. Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.ф. - м.н. - Хабаровск: Дальневосточная государственная академия путей сообщения, 1994. - 16с.

3. Илларионов А.И., Строганов В.И., Троилин В.И. Преобразование ИК изображения без искажения его линейных размеров методами нелинейной оптики // Оптика и спектроскопия. - 1988. -Т.64. -№ 6. - С. 1366-1368.

4. Ахманов С.А., Хохлов Р.В. Проблемы нелинейной оптики. - М.: Изд-во АН ССССР, 1965.-296 с.

5. Ахманов С.А., Чиркин A.C. Статистические явления в нелинейной оптике. -М.: Изд-во Московского университета, 1971,- 128с.

6. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. - М.: Наука, 1979,- 639 с.

7. Строганов В.И., Рапопорт И.В., Криштоп В.В., Толстов Е.В. Электрооптический эффект Керра, линейный по модулирующему полю // Оптический журнал. - 2003. - Т. 70. - № 2. - С. 74-76.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Толстов Е.В., Строганов В.И., Криштоп В.В., Рапопорт И.В. Линейный эффект Керра // ИВУЗ Физика. - 2003. - № 1. - С.91-93.

2. Строганов В.И., Рапопорт И.В., Криштоп В.В., Толстов Е.В. Электрооптический эффект Керра, линейный по модулирующему полю // Оптический журнал. - 2003. - Т. 70.-№ 2. - С. 74-76.

3. Emel'yanenko A.V., Krishtop V.V., Tolstov E.V. Nonlinear up-conversion of broadband IR-radiation in crystal lithium iodate. Оптика 2001. Труды второй международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2001" / Санкт-Петербург:2001. - С.100.

4. Криштоп В.В., Толстов Е.В., Литвинова М.Н., Строганов В.И. Экспериментальные исследования преобразования теплового нелазерного излучения в кри-

сталлах КТР. Оптика - 2003. Труды третьей международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2003" // Санкт-Петербург: СпбГУ ИТМО, 2003.-С. 100-101.

5. Криштоп В.В., Литвинова М.Н., Строганов В.И., Толстое Е.В., Троилин В.И. Влияние степени поляризации света некогерентных источников на эффективность нелинейного преобразования в кристаллах. Оптика - 2003. Труды третьей международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2003" // Санкт- | Петербург: СпбГУ ИТМО, 2003. - С.102-103.

6. Толстов Е.В. Моделирование процессов ап-конверсии с широкополосной , накачкой. Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: ' Тезисы докладов третьей региональной научной конференции / Благовещенск,

2002.-С. 166-167.

7. Толстов Е.В. Строганов В.И., Криштоп В.В. Преобразование инфракрасного излучения с ультрафиолетовой широкополосной накачкой. Бюллетень научных I сообщений №7 / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002.

- С.74-78.

8. Толстов Е.В., Строганов В.И. Преобразование широкополосного излучения ' в кристалле пентобората калия. Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002. - С. 12-14. '

9. Толстов Е.В., Криштоп В.В., Строганов В.И. Сравнение спектральных ха- | ракгеристик различных нелинейно-оптических преобразователей широкополосного излучения. Бюллетень научных сообщений №7 / Под ред. В.И. Строганова. 1

- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002. - С.36-40.

Ю.Доронин В.И., Толстов В.И., Строганов В.И. Влияние расходимости немонохроматического излучения на процессы ап-конверсии. Оптические свойства конденсированных сред / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ,

ДВГУПС, 2002.-С. 15-26. I

11 .Криштоп В.В., Толстов Е.В., Ющенко Н.Л. Векторные взаимодействия световых волн в новых оптических кристаллах. Принципы и процессы создания неорганических материалов: Международный симпозиум. Материалы симпозиума ' / Под ред. В.Г. Лифшиц-Владивосток; Хабаровск: ДВО РАН, 2002. - С.46.

12.Толстов Е.В. Угловой спектр второй оптической гармоники при фокусировке лазерного излучения в нелинейный кристалл. Оптические свойства конден- ^ сированных сред / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002.

-С. 15-20.

13.Рапопорт И.В., Криштоп В.В., Толстов Е.В. Нетрадиционное описание процессов в электрооптических кристаллах. Физика: фундаментальные и прикладные | исследования, образование: Тезисы докладов второй региональной научной конференции / Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 2001. - С. 25-26.

14.Толстов Е.В., Строганов В.И., Криштоп В.В., Рапопорт И.В. Электрооптический фазовый синхронизм в кристаллах. Бюллетень научных сообщений № 7 / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002. - С.5-12.

I I

15.Рапопорт И.В., Толстое Е.В. Угловые и частотные характеристики электрооптических модуляторов. Бюллетень научных сообщений №6/Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001 .-С.18-24.

16.Криштоп В.В., Новиков Г.П., Рапопорт И.В., Рудой К.А., Толстов Е.В. Электрооптические и нелинейно-оптические кристаллы. Нелинейные свойства оптических сред/Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2001.-С.4-14.

17.Толстов Е.В., Рапопорт И.В., Криштоп В.В. Особенность электрооптической модуляции в двухосных кристаллах. Оптика 2001. II Международная конференция молодых ученых и специалистов. Сборник трудов. - Санкт-Петербург, 2001.-С.25.

18.Толстов Е.В., Криштоп В.В. Электрооптический модулятор немонохроматического света. Сборник трудов международной научной конференции: Прикладная оптика 2002. - Санкт-Петербург, 2002. - С. 60.

19.Толстов Е.В. Амплитудный электрооптический модулятор немонохроматического света. Бюллетень научных сообщений № 7 / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.87-91.

20.Фалеев Д.С., Толстов Е.В., Карась К.Г.О возможности экспериментального определения электрооптических коэффициентов кристаллов. Нелинейные свойства оптических сред / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001.-С. 53-55.

21. Толстов Е.В., Фалеев Д.С., Карась К.Г. Определение электрооптических коэффициентов с помощью интерферометра Фабри-Перо. Бюллетень научных сообщений № 7 / Под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002. - С. 25-29.

22.Толстов Е.В., Криштоп В.В. Определение апертурных характеристик электрооптических модуляторов. Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: Тезисы докладов четвертой региональной научной конференции / Владивосток: Изд-во ДВО РАН 2003. - С. 100-101.

I I

ТОЛСТОВ ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ

НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ |

ТЕПЛОВОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ |

В АНИЗОТРОПНЫХ КРИСТАЛЛАХ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук ,

Технический редактор Н.В. Мильштейн

ИД №05247 от 2.07.2001 г. ПЛД№ 79-19 от 19.01.2000 г. Сдано в набор 04.11.2003 г. Подписано в печать 11.11.2003 г. Формат 60x84'/|б. Бумага тип. № 2. Гарнитура " Times". Печать плоская. Усл. печ. л. 1,1. Зак. 237. Тираж 100 экз.

Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.

9з î 6

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Толстов, Евгений Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ.

1.1.Нелинейно-оптическое преобразование широкополосного излучения с немонохроматической накачкой.!.

1.2.Линейный и квадратичный электрооптические эффекты.

1.3 .Электрооптические преобразователи излучения.

Выводы.

ГЛАВА 2. ГЕНЕРАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ГАРМОНИК И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ.

2.1.Влияние расходимости немонохроматического излучения на процессы ап-конверсии.

2.2.Преобразование широкополосного излучения с ультрафиолетовой накачкой.

2.3 .Угловой спектр второй оптической гармоники при фокусировке лазерного излучения в нелинейный кристалл.

2.4.Экспериментальные исследования спектральных характеристик преобразователя теплового изображения. 2.5.Влияние температуры объекта на процесс преобразования ИК излучения в тепловизоре.

2.6. Влияние ширины спектра теплового излучения на процессы нелинейно-оптического преобразования.

2.7. Повышение эффективности нелинейно-оптического преобразования теплового излучения за счет использования нескольких кристаллов. л Выводы.

ГЛАВА 3. МОДУЛЯЦИЯ НЕМОНОХРОМАТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ.

3.1 .Амплитудный модулятор немонохроматического излучения.

3.2.Модуляция широкополосного излучения с преобразованием по спектру.

Выводы.

ГЛАВА 4 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНОГО

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В КРИСТАЛЛАХ.

4.1 .Определение электрооптических коэффициентов кристаллов при помощи интерферометра Фабри-Перо.

4.2. Определение угловых характеристик амплитудных электрооптических модуляторов.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Нелинейно-оптическое преобразование теплового широкополосного излучения в анизотропных кристаллах"

В последние годы интенсивно развиваются многие оптические направления в технике. Ведутся работы по созданию систем оптической обработки и хранения информации, по созданию и усовершенствованию существующих систем передачи сигналов в оптических линиях связи, созданию оптических вычислительных машин и многих других устройств. В ряде приборов используются принципы нелинейной оптики. Среди устройств, использующих эти принципы, особое место занимают нелинейно-оптические преобразователи широкополосного теплового излучения. При этом в последнее время показано, что возможно достаточно эффективное преобразование широкополосного излучения без лазерной накачки [1-19]. Высокую эффективность преобразования инфракрасного (ИК) излучения, в данном случае, авторы [11,12] связывают с существованием перекрестных частотных и векторных взаимодействий при преобразовании широкополосного излучения. Основным преимуществом в данном способе преобразования ИК изображения является отсутствие искажений [13,14].

Проблема преобразования излучения с широким спектром в нелинейных оптических кристаллах рассматривалась неоднократно, но до сих пор не потеряла своей актуальности.

Разработка систем переноса широкополосного инфракрасного спектра и изображения в видимую область спектра, с использованием широкополосной не лазерной накачки, потребовала проведения теоретических и экспериментальных работ по преобразованию излучения с широким спектром [3-12].

Однако ряд вопросов преобразования широкополосного излучения в гармоники до сих пор не рассмотрены, например, не вскрыты особенности . преобразования широкополосного расходящегося излучения в нелинейно-оптических кристаллах, не рассмотрено преобразование широкополосного инфракрасного излучения с широкополосной накачкой в таком известном кристалле, как ниобат лития и не решен ряд других вопросов. Отметим, что преобразование широкополосного излучения в кристаллах с лазерной узкополосной накачкой рассматривалось неоднократно [20-26].

Совокупность имеющихся в литературе научных результатов [1-19] по преобразованию широкополосного излучения и изображения можно классифицировать как новое научное направление - нелинейная оптика теплового широкополосного излучения.

Одним из основных элементов современных устройств оптической обработки сигналов является электрооптический модулятор. Принципы работы электрооптических модуляторов основаны на электрооптическом эффекте Поккельса (линейный электрооптический эффект) и электрооптическом эффекте Керра (квадратичный электрооптический эффект), суть которых заключается в том, что под действием внешнего электрического поля возникает или изменяется оптическая анизотропия вещества. При исследовании электрооптического эффекта обычно используют поляризационный метод, но рассматривать электрооптический эффект можно используя методы нелинейной оптики, так как линейный электрооптический эффект реализуется на квадратичной нелинейной восприимчивости кристалла, а квадратичный электрооптический эффект реализуется на кубичной нелинейной восприимчивости кристалла. Многие авторы [27-36] указывают на такую возможность описания электрооптического эффекта, но систематического рассмотрения его в таком виде не проведено. При этом теоретические обоснования электрооптической модуляции на основе нелинейно-оптического процесса позволяют прояснить в ряде случаев физическую сущность некоторых не совсем ясных моментов [39-43], а также предсказать новые возможности создания нетрадиционных электрооптических устройств [1,2].

В связи с вышесказанным, исследования особенностей электрооптического и нелинейно-оптического преобразования широкополосного излучения в нелинейных средах являются актуальными.

Основной целью диссертационной работы является исследование закономерностей преобразования немонохроматического излучения в нелинейных оптических анизотропных кристаллах при коллинеарных и векторных взаимодействиях, в том числе и при электрооптической модуляции, а также исследование возможности использования нелинейно-оптических принципов в электрооптике [1,2].

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

1. Исследованы спектральные характеристики нелинейно-оптических преобразователей ИК излучения на различных анизотропных кристаллах (KTi0P04, LiJ03, а-НЮ3, LiNb03, LiNb03:Cu).

5. Исследованы особенности определения ЭО коэффициентов кристаллов при помощи интерферометра Фабри-Перо.

Для достижения поставленной цели использованы теоретические и экспериментальные методы исследования.

Полученные в диссертационной работе научные результаты и используемые методы могут быть применены для создания новых нелинейно-оптических и электрооптических устройств и приборов.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Заключение диссертации по теме "Оптика"

ВЫВОДЫ

Подробно рассмотренная методика определения электрооптических коэффициентов при помощи интерферометра Фабри-Перо позволяет эффективно исследовать новые перспективные электрооптические среды и быстро оценивать величину их электрооптических коэффициентов.

Исследованы особенности угловых характеристик электрооптических модуляторов на основе методов нелинейной оптики. Использование коноскопических картин дает возможность простого и быстрого определения угловых характеристик электрооптических устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Показано, что при фокусировке теплового широкополосного излучения спектр преобразованного излучения расширяется и наблюдается смещение максимума в преобразованном излучении относительно случая коллинеарного взаимодействия.

4. Ограничение спектра накачки со стороны коротких длин волн приводит к ограничению спектра преобразованного излучения также со стороны коротких длин волн.

5. Показано, что использование нескольких кристаллов с различной ориентацией оптической оси в нелинейно-оптическом преобразователе широкополосного ИК излучения позволяет расширить спектр и повысить интенсивность преобразованного излучения.

6. Предложен амплитудный электрооптический модулятор немонохроматического света. Рассчитаны характеристики данного модулятора на кристалле LiNb03.

ОТ АВТОРА

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить благодарность научному руководителю профессору, доктору физико-математических наук Строганову Владимиру Ивановичу за постоянное внимание и помощь в работе над диссертацией, а также кандидату физико-математических наук Криштоп Виктору Владимировичу за плодотворные дискуссии и обсуждение полученных результатов.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Толстов, Евгений Викторович, Хабаровск

1. Строганов В.И., Рапопорт И.В., Криштоп В.В., Толстое Е.В. Электрооптический эффект Керра, линейный по модулирующему полю // Оптический журнал.-2003 .-Т.70.-№2.-С.74-76.

2. Толстов Е.В., Строганов В.И., Криштоп В.В., Рапопорт И.В. Линейный эффект Керра // ИВУЗ Физика.-2003.-№1.-С.91-93.

3. EmePyanenko A.V., Krishtop V.V., Tolstov E.V. Nonlinear up-conversion of broadband IR-radiation in crystal lithium iodate // Оптика 2001. II Международная конференция молодых ученых и специалистов. Сборник трудов / Санкт-Петербург:2001 .-С. 100.

4. Криштоп В.В., Литвинова М.Н., Строганов В.И., Толстов Е.В., Троилин

5. Толстов Е.В. Моделирование процессов ап-конверсии с широкополосной накачкой // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: Тезисы докладов третьей региональной научной конференции / Благовещенск. 2002.-С.166-167.

6. Толстов Е.В. Строганов В.И., Криштоп В.В. Преобразование инфракрасного излучения с ультрафиолетовой широкополосной накачкой // Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.74-78.

7. Толстов Е.В., Строганов В.И. Преобразование широкополосного излучения в кристалле пентобората калия // Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.12м:

8. Ю.Доронин В.И., Толстов В.И., Строганов В.И. Влияние расходимости немонохроматического излучения на процессы ап-конверсии // Оптические свойства конденсированных сред /Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С. 15-26.

9. Колпаков Ю.Г., Кривощеков Г.В., Строганов В.И. Оптические гармоники возбуждаемые излучением теплового источника света // Нелинейные процессы в оптике / Новосибирск: Наука, 1973.-С.306-309.

10. Кривощеков Г.В., Колпаков Ю.Г., Самарин В.И., Строганов В.И. Преобразование оптического излучения с широким спектром в нелинейных кристаллах // Журнал прикладной спектроскопии.-1979.-Т.30.-№5.-С.884-889.

11. Илларионов А.И., Строганов В.И., Троилин В.И. Преобразование ИК изображения без искажения его линейных размеров методами нелинейной оптики//Оптика и спектроскопия.-1988.-Т.64.-№6.-С.1366-1368.

12. Троилин В.И. Преобразование немонохроматического широкополосного инфракрасного изображения в нелинейных оптических кристаллах. // Автореф. дисс. на соискание ученой степени к.ф.-м.н.- / Хабаровск: ДВГАПС, 1994.-16с.

13. Строганов В.И., Троилин В.И. Преобразование немонохроматического широкополосного ИК изображения в нелинейных кристаллах иодата и формиата лития // Журнал прикладной спектроскопии.-1989.-Т.50.-№2.-С.297-301.

14. Троилин В.И., Строганов В.И. Оптико-электронная система измерения температуры с визуализацией теплового изображения // ИВУЗ. Приборостроение." 1990.-Т.ЗЗ.-№5 .-С.83-85.

15. Троилин В.И., Строганов В.И., Илларионов А.И. Зависимость эффективности преобразования от геометрических размеров ИК изображения в нелинейном кристалле // Оптика и спектроскопия.-1990.-Т.68.-№3.-С.710-711.

16. Дейнекина Н.А. Векторные взаимодействия световых волн при преобразовании немонохроматического излучения в нелинейных оптических кристаллах // Автореф. дисс. на соискание ученой степени к.ф.-м.н. / Хабаровск: ДВГУПС, 1998.-16с.

17. Гайнер А.В., Кривощеков Г.В., Круглов С.В., Маренников С.И., Чапов-ский П.Л. Сложение частот когерентного и некогерентного излучения в кристалле KDP // Журнал прикладной спектроскопии.-1970.-Т.8.-№3.-С.526-528.

18. Антонов Е.Н., Колошников В.Г., Никогосян Д.Н. Нелинейный преобразователь частоты как инфракрасный спектрометр и приемник // Оптика и спектроскопия.-1974.-Т.36.-№4.-С.768-772.

19. Лебедев В.В., Колпаков Ю.Г. Быстродействующая нелинейно-оптическая система абсорбционного анализа широких инфракрасных спектров // Журнал прикладной спектроскопии.-1977.-Т.26.-№2.-С.319-322.

20. Гайнер А.В. Нелинейно-оптические преобразователи инфракрасного излучения.-Новосибирск: Наука, 1990.-168с.

21. Гурзадян Г.Г., Димитриев В.Г., Никогосян Д.К. Нелинейно-оптические кристаллы. Свойства и применение в квантовой электронике. Справочникам.:Радио и связь, 1991.-160с.

22. Карпенко С.Г., Корниенко Н.Е., Стрижевский B.JI. О нелинейной спектроскопии излучения инфракрасного диапазона при использовании расходящейся и немонохроматической накачки // Квантовая электроника.-1974.-Т. 1 .-№8.-С. 1768-1779.

23. Воронин Э.С., Стрижевский B.J1. Параметрическое преобразование инфракрасного излучения с повышением частоты и его применение // Успехи физических наук.-1990.-Т.127.-С.99-133.

24. Ахманов С.А., Хохлов Р.В. Проблемы нелинейной оптики.-М.:Изд-во АН ССССР,1965 .-296с.

25. Бломберген Н. Нелинейная оптика.-М.: Мир, 1966.-424с.

26. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. М.: Наука, 1970.-295с.

27. Файн В.М. Фотоны и нелинейные среды.-М.:Сов.Радио,-1975.-472с.

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

29. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах.-М.:Мир, 1987.-390с.

30. Бережной А.А. Анизотропия электрооптического взаимодействия в кристаллах LiNbOs // Оптика и спектроскопия.-2002.-т.92.-№3.-С.503-509.

31. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики.-М.:Наука,1989.- 560с.

32. Кузьминов Ю.С. Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития.-М.:Наука,1987.-264с.

33. Шалдин Ю.В., Белогуров Д.А. Определение нелинейной оптической (квадратичной) оптической восприимчивости GaAs и GaP по данным электрооптических измерений // Квантовая электроника.-1976.-Т.З.-№8.-С.1660-1663.

34. Толстов Е.В. Угловой спектр второй оптической гармоники при фокусировке лазерного излучения в нелинейный кристалл // Оптические свойства конденсированных сред / Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С. 15-20.

35. Толстов Е.В., Строганов В.И., Криштоп В.В., Рапопорт И.В. Электрооптический фазовый синхронизм в кристаллах // Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.5-12.

36. Рапопорт И.В., Толстов Е.В. Угловые и частотные характеристики электрооптических модуляторов // Бюллетень научных сообщений №6/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2001.-С.18-24.

37. Криштоп В.В., Новиков Г.П., Рапопорт И.В., Рудой К.А., Толстов Е.В. Электрооптические и нелинейно-оптические кристаллы // Нелинейные свойства оптических сред/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2001.-С.4-14.

38. Толстов Е.В., Рапопорт И.В., Криштоп В.В. Особенность электрооптической модуляции в двухосных кристаллах // Оптика 2001. II Международная конференция молодых ученых и специалистов. Сборник трудов/Сан кт-Петербург:200 1 .-С.25.

39. Фалеев Д.С., Толстов Е.В., Карась К.Г.О возможности экспериментального определения электрооптических коэффициентов кристаллов // Нелинейные свойства оптических сред/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС,2001.-С.53-55.

40. Толстов Е.В., Фалеев Д.С., Карась К.Г. Определение электрооптических коэффициентов с помощью интерферометра Фабри-Перо // Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.25-29.

41. Толстов Е.В., Криштоп В.В. Электрооптический модулятор немонохроматического света // Сборник трудов международной научной конференции: Прикладная оптика 2002 / Санкт-Петербург, 2002.-С.60.

42. Толстов Е.В. Амплитудный электрооптический модулятор немонохроматического света // Бюллетень научных сообщений №7/Под ред. В.И. Строганова.-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 2002.-С.87-91.

43. Волосов В.Д., Андреев Р.Б. Генерация второй оптической гармоники немонохроматическим излучением лазера в нелинейных кристаллах // Оптика и спектроскопия. 1969. Т.26. №5. С.809-814.

44. Андреев Р.Б., Волосов В.Д. Влияние немонохроматичности излучения лазера на генерацию второй оптической гармоники в различных нелинейных средах // Оптика и спектроскопия,-1970.-Т.22.-№2.-С.374-380.

45. Волосов В.Д. Некоторые вопросы высокоэффективной генерации второй оптической гармоники в нелинейных средах // Нелинейные процессы в оптике. Новосибирск: Наука. 1970.-С.209-214.

46. Wolosow V.D., Karpenko S.G., Kornienko N.E. Strizhevski V.L. Saturation of second harmonics spectral intensity with increase in frequency half-width of exiting radiation // Physics letters.-1972.-V.41 A.-P.31-33.

47. Mc Mahon D.F., Franken A.R. Optical harmonic generation using incoherent light // J.Appl.Phys.-1965.-V.36.-№6-P2073-2077.

48. Mc Mahon D.F. Quantitative nonlinear optical sum-frequncy experiments using incoherent light // J.Appl.Phys.-1966.-V.37.-№13-P.4832-4839.

49. Miller R.C. Second harmonic generation with a broadband optical maser // Physics Letters.-1968.-V.26A.-№5.-P. 177-178.

50. Lahti J.N. Mixing inhomogeneous, partially coherent optical fields // Applied optics.-1969.-V.8.-№9.-P. 1815-1820.

51. James H. Second harmonic generation using partially coherent light // Optics communications.-1984.-V. 51 .-№3 .-P.207-212.

52. Марушко И.А., Машкевич B.C. Генерация второй оптической гармоники в случае немонохроматического излучения // Квантовая электроника. -1969.-№3.-С.90-97.

53. Казак Н.С. Преобразование нелинейными кристаллами частоты излучения ОКГ на основе органических красителей // Автореф. дис. на соискание уч. степен к-та физ.-мат. наук / Минск, 1975.-16с.

54. Бокуть Б.В., Казак Н.С., Белый В.Н., Батырев В.А. Особенности преобразования частоты широкополосного лазерного излучения на нелинейных кристаллах // Журнал прикладной спектроскопии.-1975.-Т.22.-№2.-С.224-229.

55. Бабин А.А., Беляев Ю.Н., Форгус В.М., Фрейдман Г.И. Исследование процессов параметрического преобразования изображения в поле частично когерентной накачки // Квантовая электроника.-1976.-Т.З.-№1.-С.112-124.

56. Ахманов С.А., Чиркин А.С. Статистические явления в нелинейной оп-тике.-М.: Изд-во Московского университета, 1971.-128с.

57. Дмитриев В.Г., Тарасов JI.B. Прикладная нелинейная оптика: Генерация второй гармоники и параметрическая генерация света.-М.:Сов. Радио, 1982.-352с.

58. Kaminow J.P., Johnston W.D., Phys. Rev. 160 519, 1967.

59. Сонин A.C., Василевская А.С. Электрооптические кристаллы. М.: Атомиздат, 1971.-397с.

60. Seraphin В.О., La Магса L.G., Measure of electrooptical coefficients // Bull. Amer. Phys. Soc.-Vol.8-1963.-P.477.

61. Hoff F., Stadnik B. Effect of piezoelectric resonances in ADP and KDP . light-modulator crystals // Electronics Letters.-1966.-№8.-P2.

62. Claire Loscoe, Herbert Mette Optical misalignment due to temperature gradients in electrooptic modolator crystals //Appl. Opics.-1966.-№l.-P.93.

63. Kaminov I.P. Strain effect in electrooptic light modulators // Appl. Optics.-1964.-№4.-P.511.

64. Бережной A.A., Сеничкина O.A. Широкоапертурный электрооптический модулятор немонохроматического света // Оптический журнал,-1994.-№5-С.30-34.

65. Бережной А.А. Электрооптические модуляторы и затворы // Оптический журнал.-1999.-№7.-С.З-19.

66. Бережной А.А. Электрооптические явления в сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом со структурой сложных перовскитов // Оптика и спектроскопия.-1995- Т.78.-№6.-С.947-961.

67. Бережной А.А., Попов Ю.В., Шерстнева Т.Н. Об электрострикционно-оптических свойствах сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом // Журнал технической физики.-1977.-Т.47.-№9.-С.1996-1999.

68. Francon М. Separation des Radiatons par les Filteres Optiques.-Paris: Mas-son, 1984.-180p.

69. Барковский Jl.M., Жило B.B., Камач Ю.Э. Овчинников В.М. Поляризационный интерферометр Фабри-Перо с электрооптической призмой // Журнал технической физики.-1985.-Т.55.-№10.-С.1973-1976.

70. Макуха В.К. Лазерные методы и средства исследования двухфотонного поглощения сложными люминесцирующими органическими молекулами // Автореф. на соискание уч. степени доктора технических наук / Новосибирск, 2001.-37с.

71. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики. Основные свойства и применения в электронике.-М.: Радио и связь, 1989.-288с.

72. Бережной А.А., Гуревич В.З. О возможности пространственно-фазовой модуляции неполяризованного света на основе фоторефрактивного эффекта в кристаллах // Журнал технической физики.-1985.-Т.55.-№10.-С.2086-2088.

73. Бережной А.А. Индуцированная оптическая анизотропия в фотореф-рактивных кристаллах// Оптический журнал.-1995.-№1.-С.6-23.

74. Бережной А.А., А.А. Бужинский, Ю.В. Попов, Т.Н. Шерстнева Пространственно-временной модулятор света типа "ПРИЗ" с волоконно-оптическим входом // Оптико-механическая промышленность.-1985.-№8.-С.24-27.

75. Buhrer C.F., Но L., Zucker J. Electrooptic effect in optically active crystals //Applied optics.-1964.-V.3.-№3.-P.517-521.

76. Брыксин B.B., Коровин Л.И., Петров М.П., Хоменко А.В. Собственные моды в неоднородном электрооптическом кристалле с учетом гиротро-пии // Журнал технической физики.-1987.-Т.57.-№10.-С. 1918-1924.

77. Бережной А.А., Плахотник Е.Н. Применение кристаллов силиката висмута в электрооптических устройствах // Оптико-механическая промышленность.- 1990.-№5 .-С. 19-23.

78. Копылов Ю.Л., Кравченко В.Б., Куча В.В., Сидоренко B.C., Чикина Л.О. Электрооптическая модуляция света в кристаллах Bii2SiO20 // Радиотехника и электроника.-1986.-№3.-С.593-601.

79. Курилкина С.Н., Мащеноко А.Г. Электрооптическая модуляция света в кубичных гиротроптных кристаллах // Оптический журнал.-1998.-№1.-С.41-45.

80. Бережной А.А. Сидоренко Н.Б. Исследования двойного электрооптиче-сого эффекта в кристаллах группы шЗш И Оптика и спектроскопия. 1980.-Т.49.- №6.- С.1005-1008.

81. Архонтов Л.Б., Данилов А.А., Киселев Б.С. и др. Многоканальные электрооптические модуляторы для цифровых систем записи и обработки информации // Радиотехника.-1984.- №7.- С.23-27.

82. Бережной А.А., Плахотнин Е.Н. Исследование многоканальной модуляции оптического излучения в кристаллах ниобата лития // Журнал технической физики.-1990.-Т.60.-11.-С. 142-146.

83. Плахотник Е.Н. Многоканальная электрооптическая модуляция // Авто-реф. канд. дис. СПб.гГОИ, 1998.

84. Бережной А.А. Многоканальные электрооптические элементы и устройства // Оптический журнал.-1999.-№8.-С.65-79.

85. Бережной А.А., Плахотник Е.Н. Фотоиндуцированная неустойчивость оптической анизотропии в кристаллах силиката висмута // Журнал технической физики. 1990. Т.60. №2. С.205-206.

86. Berezhnoy А.А., Popov Y.V. Optical memory in electrooptical crystals // Proc. SPIE.-1990.-Vol. 1401 .-P.44-49.

87. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М.: Советское радио, 1977.-366с.

88. Бережной А.А. Управление оптическим лучом света при помощи призм из кристаллов магнониобата свинца // Оптика и спектроскопия.-1972.-Т.31.-№5 .-С.803-805.

89. Никонов О.В., Никонова Е.В., Сидоренко Н.Б., Бережной А.А. Электрооптический дефлектор на кристалле магнониобата свинца // Оптико-механическая промышленность.-1978.-№11.-С.52-55.

90. Бережной А.А., Сеничкина О.А. Электрооптические диафрагмы с управляемым по полю пропусканием // Оптический журнал.-1997.-№6.-С. 18-23.

91. Smith P.W., Turner E.H. A bistable Fabry-Perot resonator // Appl. Phys.1.tt.-1977.-30.-280. 98.Smith P.W., Turner E.H., Mumford B.B. Nonlinear electro-optical Fabry-Perot devices using reflected light feedback // Opt. Lett.-1978.-2.-55.

92. Garmire E., Marburger J.H., Allen S.D. Incoherent mirrorless bistable optical devices //Appl. Phys. Lett.-1978.-32.-320.

93. Feldman A. Bistable optical system based a Pockels cells // Opt.Lett.-1979.-4.-115.

94. Xayc X. Волны и поля в оптоэлектронике. М.:Мир, 1988.-432с.

95. Martin W.E. A new waveguide switch modulator for integrated optics // Appl. Phys. Lett.,-1975.-26 -p. 1560-1564.

96. Leonberger F.C., Woodward C.E., Spears D.L. Design and development of a high-speed electro-optic AID converter // IEEE Trans. Circuits Syst.-1979.-CAS.26-P.1125-1131.

97. Волосов В.Д. Методы повышения эффективности преобразования частоты // Изв. АН СССР, сер.физич.-1979.-Т.43.- Ж7.-С. 1458-1466.

98. Криксунов JI.3. Справочник по основам инфракрасной техники. -М.: Сов. радио, 1978.-400с.

99. Акустические кристаллы. Справочник /под.ред. М.П. Шаскольской М.: Наука. Главная редакция физико математической литературы. -1982.-670 с.

100. Головей М.П., Калинкина И.Н. Исследование второй оптической гармоники, генерированной в расходящихся пучках // Оптика и спектроскопия.- 1969.-Т.27.-№ 1 .-С. 126-131.

101. Гелль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс /Пер.с франц./ П. Гелль.-М.:ДМК.-1999.-144с.

102. Анисимова И.И., Глуховской Б.М. Фотоэлектронные умножители.-М.:Советское радио, 1974-64с.

103. Ю.Шишловский А.А. Прикладная оптика. М.:Изд. физ.-мат. лит. -1961.-822с.

104. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики.-М.: Наука, 1979.-639с.

105. Рапопорт И.В. Электрооптический эффект на квадратичной и кубичной нелинейностях // Автореферат дис. канд. ф.-м. наук / Дальневосточный государственный университет путей сообщения. Хабаровск, 2000.-18с.

106. ПЗ.Пиршин И.В., Коблова М.М Исследование в устройствах для управления лазерным излучение кристаллов ADP, 45° X среза // Радиотехника и электроника.-1967.-Т. 12.-№3 .-С.540-544.