Оптические гармоники в кристаллах при нарушенных условиях фазового синхронизма тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ



Лебедев Валерий Александрович

ОПТИЧЕСКИЕ ГАРМОНИКИ В КРИСТАЛЛАХ ПРИ НАРУШЕННЫХ УСЛОВИЯХ ФАЗОВОГО СИНХРОНИЗМА

01.04.05-Оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 8 НОЯ 2010

Хабаровск-2010

004613395

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ

доктор физико-математических наук, профессор Строганов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор (ДВГГУ, г. Хабаровск) Костенко Михаил Иванович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Базылев Петр Владимирович (Дальневосточный филиал ФГУП ВНИИФТРИ, г. Хабаровск)

Ведущая организация: ГОУ ВПО Тихоокеанский государственный

университет, г. Хабаровск

Защита состоится 7 декабря 2010 г. в 17 часов на заседании диссертационногс совета ДМ 218.003.01 при ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный универ ситет путей сообщения» по адресу: 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, д. 47, кон ференц-зал второго учебного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Дальневосточ ный государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан 3 ноября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Т.Н. Шабалин;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Успешное развитие лазерной техники, оптической связи, оптических методов измерения позволило реализовать многочисленные эксперименты в области анизотропной линейной и нелинейной оптики. Практически любые новые ффекты могут быть положены в основу работы оптических приборов, которые приобретет новые уникальные свойства и значительно расширяют свои характеристики.

Однако ряд задач не завершен и требует дальнейшего рассмотрения. Например, целесообразно иметь систему с помощью которой можно изменять эллиптичность в оптическом луче. Система должна быть простой в изготовлении и использовании, не иметь деталей, требующих прецизионной обработки. С другой стороны, в ряде случаев необходимо совмещение лучей (трех, четырех) в одном оптическом элементе. Данные направления яв-тяются актуальными, расширяя методы экспериментальной техники, используемой авто-ом при выполнении работ по нелинейной оптике. Отметим, что работы по «нелинейной» низотропной оптике частично выполнялись совместно с О.Ю. Пикуль, Г.В. Куликовой, В.А. Кузнецовым, П.А. Андреевым и опубликованы в некоторых совместных статьях.

С другой стороны, создание мощных лазеров, в том числе фемтосекундных, позволяет изучить нелинейные оптические процессы с малой эффективностью (при нарушенных условиях фазового синхронизма). В этом случае при генерации гармоник в кристалле преобразованное излучение выходит в виде двух волн - свободной и вынуж-енной, которые можно пространственно разделить. Целесообразно провести систематический анализ такого разделения в разных нелинейных системах (плоскопараллельных пластинах, призмах) для разных типов взаимодействий; при векторном взаимодействии волн, при наличии поглощения. Выявить влияние неравномерного пространственного распределения нелинейной поляризации среды на интенсивность излучения.

При фокусировании лазерных пучков излучения в нелинейный кристалл, возникают за счет интерференции свободной и вынужденной гармоник «нелинейные» коноско-пические картины. Такие картины изучены ранее только для отрицательных кристаллов КОР, 1ЛЧЮ3, 1лЮ3. Для положительных кристаллов; для гармоник более высокого порядка (третья и т.д.); взаимосвязь между линейными и нелинейными картинами; влияние векторных взаимодействий не рассмотрено.

Все перечисленные выше эффекты могут быть использованы в оптическом прибо-остроении. В связи с этим анализ нелинейных преобразований при нарушенных условиях фазового синхронизма в оптических кристаллах является актуальным и требует систематических теоретических и экспериментальных исследований

Цель работы. Основная цель работы заключается в выявлении закономерностей и особенностей в распространении света в нелинейных оптических кристаллах, в том числе и в нелинейной оптике при наличии расстройки фазового синхронизма для взаимодействующих волн.

Задачи исследований. Для достижения указанных целей необходимо решить сле-ующие задачи:

1. Рассмотреть возможность создания системы для внесения в оптическое излучение заданной эллиптичности. Система должна обладать простотой в изготовлении и с пониженными требованиями к точности изготовления. I

2. Выявить влияние начальных фаз, а также критичность настройки в синхронизм

ри генерации гармоник, при возбуждении эффекта оптического выпрямления широко-, ^ юлосным излучением. \

3. Рассмотреть генерацию свободных и вынужденных волн в прямоугольны, призмах и выявить влияние иммерсионной среды на направление распространения вы нужденной гармоники. Выявить влияние распределения нелинейной поляризации кри сталла на интенсивность и распределение интенсивности по поперечному сечению лу чей свободной и вынужденной гармоник.

4. Рассчитать «нелинейные» коноскопические картины в отрицательном кристалл КОР для третьей оптической гармоники и в положительном кристалле Те02 - для вто рой гармоники и рассмотреть роль векторных взаимодействий световых волн при фор мировании «нелинейных» коноскопических фигур.

5. Выявить возможность существования нелинейных пьезоэлектрического, пьезо оптического эффекта и электрострикции.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа связана с фундаментальной научно-исследовательско! темой ОАО «РЖД» «Анизотропное отражение света и электрооптические свойства кри сталлов», выполняемой на кафедре «Физика» ДВГУПС.

Научная новизна работы

При решении поставленных задач получены следующие научные результаты:

1. Плоскопараллельная кристаллическая пластинка произвольной толщины, позво ляет управлять эллиптичностью проходящего излучения. Две пластинки позволяют за давать необходимую эллиптичность широкополосного излучения.

Монопризма, изготовленная из кристалла с разным расположением плоскосп главного сечения для входящих и выходящих лучей, делает возможным совмещение одном направлении четырех лучей.

2. При генерации оптических гармоник широкополосным излучением интенсивност преобразованного излучения не критична к настройке кристалла. Отклик за счет эффект оптического выпрямления пропорционален ширине спектра используемого излучения.

3. Плавное пространственное распределение нелинейной поляризации в кристалл при генерации гармоник вне синхронизма приводит к значительному уменьшению ин тенсивности. При использовании пространственно ограниченного луча гармоника рож дается в виде свободной и вынужденной волн. Разделение возможно в прямоугольны призмах для разных типов взаимодействий (оо—»о, оо—>е, ое->е, ое->о, ее—>е, ее—»о).

4. Коноскопические картины в анизотропной оптике и «нелинейные» коноскопи ческие картины могут быть построены на основе одного итого же математического вы ражения с учётом параметра т. Параметр т = 1 - обычные коноскопические; т = 2 нелинейные коноскопические для второй гармоники; ш = 3 - для третьей гармоники Для каждого типа взаимодействий существует своя коноскопическая картина.

5. Зондовый метод позволил провести анализ влияния векторных взаимодействи" световых волн на векторные нелинейные коноскопические картины. Показано, что уг ловая структура в распределении интенсивности гармоники значительно меньше дл векторных взаимодействий, чем для коллинеарных.

6. Нелинейный пьезооптический эффект возможен за счет тензора пятого ранг (Р1= б^итЕйс^), что позволяет использовать в модуляторах два пучка излучения с час тотами и, и со2. В этом случае возможно векторное взаимодействие акустических и оп тических волн.

Практическая значимость работы

Экспериментальные результаты и теоретические расчеты могут служить основа нием для дальнейшего изучения свойств оптических элементов из анизотропных кри сталлов и использоваться в научном и прикладном оптическом приборостроении.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Обычные и «нелинейные» коноскопические картины можно описать одним математическим выражением, меняя параметр т.

- К(Д„.)-5т>]= I . (1)

2Ь т

Для коноскопических фигур т=1; для второй гармоники т = 2; для третьей т = 3 и т.д. Для каждого конкретного типа взаимодействий световых волн наблюдается своя коноскопиче-ская нелинейная картина, в том числе и при наличии векторных взаимодействий; <р - угол падения излучения с частотой о>; Д, Д,, - угол преломления вынужденной и свободной гармоник; П] пш - показатели преломления основного излучения и гармоники; ] - число слоев, вносящих разность хода 2л; Ь - толщина пластины; к - длина волны.

2. Плавное пространственное распределение нелинейной поляризации среды при арушенных условиях фазового синхронизма приводит к уменьшению интенсивности

преобразованного излучения. Если поляризация уменьшается, то генерируется только свободная гармоника (2); если увеличивается, то только вынужденная гармоника (3).

р = г -рь №1-2 кш1)_ Ц2-Л - к2а1 ¿ь (2)

2ш ¡{кгш-2кш)-р ''

Е2м= Р%Е1 [1 -ее1(2ш"2^£) . (3)

И.к1и-2ка)

где ¡} - коэффициент поглощения; х ~ компонента нелинейной восприимчивости; Е0 -напряженность электрического поля основной волны; к к - волновые векторы волн на частотах ы и 2ш; Ь - толщина кристалла.

3. Отклик при наблюдении эффекта оптического выпрямления пропорционален ширине спектра Аса используемого широкополосного излучения.

4. Интенсивность и распределение интенсивности по поперечному сечению свободной и вынужденной гармоник одинаковы для взаимодействий оо—*е и ее—>о и различны для взаимодействий ое->е и ое-»о. В иммерсионной жидкости вынужденная гармоника распространяется в направлении, отличном от направления основного излучения.

Апробация работы

Основные результаты работы изложены в статьях [1-23] и докладывались на следующих конференциях:

1. На VI региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Благовещенск, АмГУ, 2006 г.

2. Международной научной конференции «Принципы и процессы создания неорганических материалов», третьи Самсоновские чтения, Хабаровск, 12-15 апреля 2006 г.

3. Научной сессии МИФИ, Москва, 2007 г.

4. Сорок пятой научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки, Хабаровск, 7-9 ноября, 2007 г.

5. Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленность Дальнего Востока», Комсомольск-на-Амуре, КнАГТУ, 15-19 октября 2007 г.

6. Международной научной конференции «Оптика кристаллов и наноструктур», абаровск, ДВГУПС, 12-15 ноября 2008 г.

7. Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики - 2008» Санкт-Петербург, СПбГУ ИТМО, 20-24 октября 2008 г.

8. VI Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Пер спективы развития фундаментальных наук». - Томск, 26-29 мая 2009.

9. Региональной научной конференции. Физика: фундаментальные и прикладны исследования. Благовещенск, 2009.

10. VI международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика 2009», 19-23 октября 2009, Санкт-Петербург.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списк' литературы из 123 наименований. Общий объем работы составляет 102 страницы включая 53 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертации обоснованы актуальность работы, ее научная и практи ческая значимость, сформулированы цели и задачи, основные защищаемые положения.

Первая глава посвящена обзору и анализу существующей литературы по вопро сам распространения электромагнитных волн в прозрачных средах, кристаллооптике особенностям генерации оптических гармоник, описанию коноскопического метода ис следования кристаллов.

Во второй главе в параграфе 2.1 рассмотрен способ управления эллиптичностьк излучения с помощью плоскопараллельной кристаллической пластинки. Сколлимиро ванное излучение проходит через плоскопараллельную пластинку, которая вносит оп ределенную разность фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами. Эта раз ность фаз изменяется при повороте пластинки, приводя к изменению эллиптичност! проходящего излучения. Достоинством данной системы является то, что может исполь зоваться пластинка любой толщины и из любого кристалла. Стоимость системы мини мальна. Перспективно использование двух кристаллических пластинок.

Если оптические оси пластинок находятся в плоскости пластинок и взаимно пер пендикулярны, то такая система эквивалентна одной пластинке с оптической осью перпендикулярной плоскости пластинок. Перспективно использовать такие пластиню для задания эллиптичности широкополосного излучения.

Призмы, изготовленные из анизотропных кристаллов и обладающие эффектом четы рёхлучепреломления целесообразно использовать для совмещения нескольких лучей в од ном направлении. Такое совмещение может быть использовано в оптической связи, в кван товой электронике, для совмещения мощных лазерных лучей и в других областях оптики.

В оптической схеме совмещения лучей (угол падения лучей а) в треугольно* призме, изготовленной из кристалла кальцита, наиболее удобным является направлени их распространения, нормальное выходной грани призмы, то есть направление с С(1 = О Например, для совмещения четырёх лучей в кристалле кальцита необходимо направит на призму лучи под углами а = -5,1°; 0°; 4,6° и 10,4° (X = 632,8 нм).

В параграфе 2.2 показано, что учет векторных и частотных взаимодействий све товых волн при преобразовании широкополосного излучения в оптических кристалла приводит к значительному уширению спектра преобразованного излучения, а это свою очередь, вызывает эффект некритичности настройки нелинейного оптическог кристалла в синхронизм.

Для эффекта оптического выпрямления, когда спектр падающего излучения широкий, в кристалле используются взаимодействия типа оо—>е, ее—»о, оо—>о, ее—>е, можно полагать, что в качестве частоты 0)1 и ю2 выступает одна и та же частотная компонента ш, то есть 0)1 = Мт = о).

Рис. 1. Эксперимент по разделению свободной и вынужденной гармоник в шестидесятиградусной призме из кристалла КОР (угол падения основного излучения на призму 55°)

Все частотные компоненты широкого спектра, ширина которого равна Дм, дадут значительный вклад. Результирующая поляризация кристалла

где А - постоянная, зависящая от геометрии кристалла.

Таким образом, чем больше ширина спектра До) излучения, тем больший отклик может быть получен в нелинейном оптическом кристалле за счёт эффекта оптического выпрямления.

Параграф 2.3 посвящен изучению влияния пространственного распределения нелинейной поляризации среды на интенсивность оптических гармоник в условиях расстройки фазового синхронизма. Если вдоль кристалла амплитуда нелинейной поляризации уменьшается, то это приводит к уменьшению амплитуды вынужденной гармоники. При достаточно протяженной нелинейной среде из кристалла выходит только свободная гармоника. При возрастании амплитуды нелинейной поляризации на выходе из (кристалла будет только вынужденная гармоника. Данный метод (при Дк Ф 0) может ¡быть использован при изучении неоднородностей показателей преломления, неодно-родностей нелинейной восприимчивости кристалла, примесей, приводящих к изменению нелинейной восприимчивости. Отметим, что приведенные выражения (2), (3) справедливы для первого типа взаимодействий (оо—>е, ее—>о). Для второго типа взаимодействий (ое->е, ое^о) значительное влияние оказывает расположение области пересечения взаимодействующих лучей относительно границы кристалла. И обычно одна из гармоник (свободная или вынужденная) равна нулю.

В параграфе 2.4 изложены способы получения свободных и вынужденных гармоник в оптических кристаллах. Ранее данный вопрос рассматривался в [1, 2]. Приведены результаты исследований по разделению свободной и вынужденной гармоник в призмах различной конфигурации, изготовленных из кристалла КОР. На рис. 1 показаны результаты экспериментов. Далее описана схема экспериментальной установки по разделению свободной и вынужденной гармоник в оптическом кристалле КЭР, изготовленном в виде шестидесятиградусной призмы, помещенной в иммерсионную жидкость (этиловый спирт, бензол). На рис. 2 приведены экспериментальные результаты. Видно, что при наличии иммерсионной среды вынужденная гармоника распространяется в направлении, отличном от направления распространения основного излучения. Экспериментально показано, что для взаи-

а

Р,(0,г)= -А^кЕ0(Е()к Дш.

(4)

модействий первого типа (оо—>е, ее—»о) интенсивность излучения и распределение интен сивности по сечению одинаково для свободной и вынужденной гармоник.

Показатели преломления для кристалла KDP (к = 0,6943 мкм); п(||° = 1,5054; гь(||° = 1,5335; пше = 1,4657; п2ше = 1,4879. Цифры на рис. 2 указывают на расстояния (в мм) на эк ране между лучами основного излучения и гармониками. Экран находился в фокально! плоскости кварцевой линзы с F = 112 мм. Из рис. 2 видно, что использование иммерсионно!

среды с большим показателен преломления (бензол) приводит большим величинам смещени свободной и вынужденной гар моник друг относительно друга Чем больше показатель прелом ления, тем больше смещаете вынужденная оптическая гармо ника от направления распростра нения основного излучения.

Расчеты, проведённые нами показали, что не только для вто рой оптической гармоники воз можны свободные и вынужден ные волны, они также возникают: - при генерации гармони более высокого порядка (треть ей, четвёртой и т. д.);

- при векторном смешении волн, когда падающие на кристалл световые лучи располо жены под углом друг к другу;

- в случае экзотических эффектов, например, электрооптического, акустооптиче ского и др.

Ниже приведены результаты анализа генерации свободной и вынужденной гармони при полном внутреннем отражении основного излучения и от прямоугольной призмь (рис. 3). Призма изготовлена из кристалла KDP. Используется излучение рубинового лазе ра. Светофильтры «скрещены», то есть мощное излучение рубинового лазера попадает кристалл, отражается от призмы и поглощается светофильтром. Оптические гармоники 2 проходят через светофильтр. На рис. 4 приведён ход оптических гармоник после отраже ния излучения ш в призме. Свободная гармоника - 2шс, вынужденная - 2шв. Индексы о и соответствуют обыкновенному и необыкновенному лучам. Угол падения излучения на от ражающую грань 45°. Числа на рис. 4 - угловое расстояние в минутах между гармониками Учёт всевозможных типов взаимодействий приводит к дополнительным возможностям например, для переключения оптических каналов информации.

Аналогичные измерения проведены с призмой, изготовленной из кристалла LilO с излучением лазера на иттрий - алюминиевом гранате (À, = 1,064 мкм) [3]. Показател преломления л° = 1,8569; п'а = 1,7168 для). = 1,064 мкм и п°1ш = 1,8992; п'гш = 1,7480 дл X = 0,532 мкм. Для данной призмы возможны взаимодействия оо—>е (за счёт d3i и d32) ее—>е (за счёт d33); ое->о (за счёт dis).

В третьей главе рассмотрена интерференция между свободной и вынужденно гармониками, когда пучки излучения фокусируются в нелинейный оптический кри сталл. В этом случае регистрируется угловое распределение интенсивности преобразо ванного излучения.

1,9

• 1

3,38

0,65; <*—

3,25

4,42

1,0

Рис. 2. Свободная и вынужденная оптические гармоники. Иммерсионная жидкость: а - спирт (этиловый); б - бензол. Точки 1,4- основное излучение и; 2 - вынужденная гармоника;

3 - свободная гармоника. В случае 4 основное излучение со проходит над иммерсионной жидкостью и попадает в кристалл

\ ее—>о \ ее—>е

(О \ ш со

¡\\ 167

2<2ю°

Рис. 3. Ход свободной и вынужденной гармоник. Тип взаимодействия: а - оо—>е; б - ое->е; в - ое->о; г - ее—>о; д - ее—>е; е - оо—>о

В параграфе 3.1 рассмотрено образование нелинейных коноскопических картин, когда в кристалл вводится излучение в виде сфокусированного пучка лучей. Такой пучок с частотой со проходит через светофильтр и фокусируется в кристалле, где излучение на основной частоте со порождает вторую оптическую гармонику в виде свободной и вынужденной волн. Это излучение выходит через светофильтр и создаёт на экране «нелинейную» коноскопическую картину.

Авторы работ [3, 4] рассмотрели «нелинейные» коноскопические фигуры в одноосных отрицательных кристаллах (КОР, ЬПОд, и]МЬОз). Характер «нелинейных» коноскопических картин остаётся одинаковым, состоящим из двух семейств гипербол. Меняется несколько масштаб «нелинейных» коноскопических картин и угол между асимптотами гипербол.

Представляет значительный интерес расчёт «нелинейных» коноскопических картин для положительных кристаллов, а также третьей оптической гармоники.

Получено выражение, позволяющее рассчитать «нелинейные» коноскопические картины для второй и более высокого порядка гармоник в положительных и отрицательных оптических кристаллах.

[т/п?(А)-шV - ^Ж)-™2<р]= ^г^-1 • (5)

2Ь т

На основании выражения (5) произведен расчет «нелинейных» коноскопических фигур для третьей гармоники (гп = 3) в кристалле КОР. Для сравнения выбран кристалл КОР толщиной Ь = 25,59 мм; взаимодействие ооо—>е (масштаб - 0,16°) и кристалл толщиной Ь = 1 мм (масштаб - 4°). При изменении толщины кристалла меняется масштаб

угловой структуры коноскопической фигуры. В качестве положительного кристалла выбран парателлурит (Те02; вторая гармоника; взаимодействие ее—>о; толщина пластины L = 1 мм). Результаты расчётов приведены на рис. 4 и рис. 5.

«Нелинейные» коноскопические картины более разнообразны по сравнению с ко-носкопическими картинами. В последней реализуется взаимодействие (интерференция) между обыкновенным и необыкновенным лучами. В «нелинейных» - между свободной и вынужденной гармониками для разных типов взаимодействий.

Свободная и вынужденная гармоники поляризованы в одном направлении. В этом случае для наблюдения интерференции анализатор не требуется.

Выше приводились формулы для расчёта «нелинейных» коноскопических картин для взаимодействия первого типа (оо—>е, ее—>о, ооо—>е, еее—>о).

Приведём формулу для второго типа взаимодействий (ое->о, ое->е и др.)

[л/п?0 -sin V + Vn2e -sin> - -sin> ] = ^ ?*!. (6)

В параграфе 3.2 показано, что возникающие при генерации оптических гармоник «нелинейные» коноскопические картины могут быть реализованы в пространственно-угловой форме, когда падающий пучок расходящихся лучей полностью заполняет поверхность кристалла. Такие коноскопические фигуры позволяют анализировать распределение дефектов нелинейной восприимчивости по поверхности и объёму нелинейного оптического кристалла. Для этой цели падающий пучок лучей расширяется и каждом) лучу в пучке задаётся определённое направление. Пучок лучей проходит через всю поверхность нелинейного кристалла

Каждый луч ш создаёт два луча второй гармоники - свободную (n2l0) и вынужденную (пш). Интенсивность излучения при интерференции пропорциональна sin2 (7 ).

где Дк = — (п2Ш-пт); z - длина кристалла в направлении распространения луча. Вели-с

чина z задаётся углом наклона а луча (z=f(a)). При изменении угла а (в одной и той же точке кристалла) возможна реализация интенсивности преобразованного излучения в пределах от 0 до 12ш максимального. Данные свойства вносят значительное своеобрази в наблюдаемые коноскопические картины.

Следует отметить, что, во-первых, коноскопическая картина одновременно определя ется пространственно угловой структурой падающего на кристалл пучка основного излу чения с частотой ш. Коноскопические фигуры могут быть получены при изменении про странственно угловой структуры пучка, например, в виде параллельных полос, окружно стей, эллипсов, треугольников и других фигур. При необходимости это позволяет опреде лить по коноскопической картине структуру пучка основного излучения. Во-вторых, н фоне полученной коноскопической картины легко наблюдаются обычные дефекты кри сталла и дефекты, связанные с нелинейными свойствами кристалла, с неодинаковым рас пределением нелинейной восприимчивости по поверхности и объёму кристалла.

В параграфе 3.3 выявлена роль векторных взаимодействий световых волн при на блюдении нелинейных коноскопических фигур.

Нелинейные коноскопические картины, полученные за счёт векторных взаимодей ствий световых волн, ещё более разнообразны, так как «зондовый» луч может быть на правлен в кристалл под любым углом относительно оптической оси. На рис.6 приведен зависимость интенсивности второй оптической гармоники, полученной за счёт вектор ных взаимодействий световых волн. «Зондовый» луч направлен под углом 30° относи тельно нормали к пластинке. Кристалл KDP, длина волны излучения X = 0,6943 мкм.

Рис. 4. «Нелинейная» коноскопическая картина для третьей гармоники отрицательного кристалла KDP, взаимодействие ооо—>е; расчет выполнен для L = 1 мм (масштаб 4°), значения j: 1 - 105; 2- 106; 3 - 107; 4 - 108; 5 - 109; 6 - 110; 7 - 111; 8 - 112. Оптическая осьZZ параллельна входной грани пластинки

Рис. 5. «Нелинейная» коноскопическая картина для второй гармоники в положительном кристалле парателлурита; взаимодействие ее—>о. Толщина кристалла Ь = 1 мм значения]: 1 -298; 2 -299; 3 - 300; 4 - 301; 5 - 302; б - 303; 7 - 304; 8 - 305. Оптическая ось ЪЪ параллельна входной грани пластинки

Метод «зондового» луча заключается в следующем. Излучение лазера с частотой ш коллимируется, и луч направляют в пластинку, вырезанную из оптического кристалла под определенным углом к нормали. На входной поверхности кристалла луч частично рассеивается. Частота рассеянного излучения ю. На нелинейности кристалла происходит сложение частоты падающего излучения (и) с частотой рассеянного излучения ((»). На экране регистрируется угловая структура преобразованного излучения (ю + со = 2со). Зондовый метод использовался ранее, в основном для выявления «колец» векторного синхронизма [5, 6]. Здесь же он используется для выявления тонкой угловой структуры излучения на частоте 2ш. В случае векторного взаимодействия световых волн получаем:

—L [n|C0s<pi+n2C0S(p2-2n3C0s<pi] = (l+2j)я. (7)

с

Выражение (7) позволяет рассчитать нелинейную коноскопическую картину при векторном взаимодействии световых волн.

Угловая ширина векторного синхронизма значительно меньше, чем для линейного, поэтому при проведении эксперимента необходимо выбирать тонкие кристаллы, толщиной 0,3-0,5 мм.

В главе 4 приведены некоторые особенности эффектов, сопутствующих генерации оптических гармоник в нелинейных оптических кристаллах.

В параграфе 4.1 рассматривается возможность регистрации поляризации кристалл Pi = 0ijWmOjkO|m на суммарной (i^+iy или разностной частотах (Пг£12). где Q] и П2 - частоть акустического сигнала, о,к и Oim- тензоры механических напряжений. В ряде случаев тако" вариант регистрации сигнала будет обладать большой защищенностью от помех. Кроме то го, этот способ может обладать большой информативностью при изучении нелинейных аку стических эффектов. Если П| = fi2, то в кристалле возникает постоянная, не зависящая времени, поляризация кристалла. Данный эффект является своеобразным аналогом эффект оптического выпрямления - эффект акустического выпрямления.

В параграфе 4.2 рассматривается возникновение деформаций под воздействием напряженностей электрических полей Ет и Е„. В общем случае для электрострикци можно записать:

= ^утпЕщЕп, (8

где Еу - тензор деформаций; R,jm„ - коэффициент электрострикции; Ет, Е„ - напряжен ности электрических полей, приложенных к кристаллу.

Из (8) следует, что деформация кристалла квадратична относительно приложен ного электрического поля. Если Em = En = Е = E0sincot, то

eij = RijmnE02 i (l-cos2wt). (9

Видно, что деформация возникает на частоте второй гармоники 2со. Кроме того имеется постоянная составляющая деформации, пропорциональная

£ij= - RijmnEo2. (10

Если Em = En sinMit; En = E0 sinco2t, то деформации появляются на суммарных разностных частотах coi±co2.

Обычно данный эффект используется для возбуждения звуковых колебаний на часто

'тах 2ш. о)1±со2. Кроме того, при использовании электрического сигнала на частоте со, мож-|но за счет изменения Е,2 управлять постоянной составляющей ву. В этом случае кристалл превращается в своеобразный электрический микродвигатель.

В параграфе 4.3 отмечена взаимосвязь пьезооптического и акустооптического эффектов. Гиперзвуковая волна ¡;ы = ¡^"ехрМС^-Л?)], вызывающая деформацию, направлена перпендикулярно световому лучу. Тогда

Р,"" = Аехр{Ц(ш±П)1 - (к ±К)г ]}, (11)

|где А = руы^и Б,.

4Л"

Видно, что в формулу (11) входит ¡тензор упругооптических коэффициентов. Зная эти коэффициенты, можно найти ¡пьезооптические коэффициенты тензора Ци Волна нелинейной поляризации являйся источником вторичных электромагнитных волн на частоте ш±П. Подставляя ¡(11) в нелинейное волновое уравнение, видим, что при отсутствии фазового синхронизма ДК= (к ±К)- К м, где^м-ролновой вектор промодулированной волны. Промодулированная волна состоит из двух волн, свободной и вынужденной, частоты которых равны Данный случай реализуется для дифракции Рамана-Ната. Вероятно, возможна модуляция излучения в кристаллах на нелинейности более высокого порядка, например, за счет тензора пятого ранга. I В параграфе 4.4 отмечена возможность поворота плоскости поляризации выходящего излучения. Поляризация света при нагрузке кристалла йаиболее сильно проявляется при мак-Ьимальпых значениях упругооптических коэффициентов. Для кристалла 1л№>Оч эти значения равны р41 = 0,15; р44 = 0.15; 1э66 = 0,05. Для первого коэффициента р41 = ру24хх, световая волна, поляризованая по оси г (входящая в кристалл), меняет плоскость поляризации на 90° и выходит из кристалла Ьоляризованной по оси у.

В параграфе 4.5 рассмотрены особенности пьезооптического эффекта второго порядка. Показано, что при использовании источников звуковых колебаний сверхвысокой частоты становятся важными условия фазового синхронизма, и в целом процесс аналогичен нелинейным оптическим процессам в кристаллах. Становится возможной регистрация векторных взаимодействий световых и акустических волн.

При наличии квадратичного пьезооптического эффекта поляризация Р~|3|Ео2 или Р~Р,Е,Е, а. где Е] и Е2 - напряженности электрических полей световых волн с частотами [0( и со2 соответственно. Используется два оптических луча с частотами Ш1 и со2 и модулирующая акустическая волна с частотой П. На выходе из модулятора появляется оптиче-I

Рис. 6. Нелинейная коноскопическая картина за счёт векторных взаимодействий (кристалл ЮЗР; X = 0,6943 мкм, угол падения 30°). Толщина кристалла 0,47 мкм; взаимодействие оо—>е; ТХ - оптическая ось. Наблюдение проводилось в фокальной плоскости линзы с И = 112мм

ский луч с частотами Ш] + ю2 + П; со, + ш2 - Г2; ш, - оз2 + П; «1 - ю2 - П. Наиболее целесообразно использовать вариант с частотами о)] + ю2 ± П. Здесь возможно использовать векторные взаимодействия световых волн, когда на модулятор падает две световые волны под углом друг к другу. Преобразованный луч выходит примерно посередине относительно направлений падающих лучей. Особенностью работы таких систем является отсутствие выходящего луча при отсутствии акустической волны (или механического напряжения). При наличии акустической волны появляется выходящий луч. Достоинства таких систем: при модуляции происходит преобразование выходящего излучения по частоте; нет нео 1 ходимости использовать поляроиды; возможна модуляция широкополосного излучения. Оптический затвор на данной основе может быть широкополосным с большой углово" апертурой и использоваться как фотографический затвор.

Заключение

Общие выводы:

1. Система, состоящая из кристаллической пластинки, позволяет внести в оптиче ское излучение требуемую эллиптичность. Четырёхлучеотражающие призмы являютс системой, позволяющей совмещение в одном направлении четырёх лучей. Выявлен роль начальных фаз при генерации гармоник и возбуждении эффекта оптического вы прямления широкополосным излучением и обнаружена некритичность настройки кри сталла в синхронизм.

2. При взаимодействии световых волн при нарушенных условиях фазового синхронизм большую роль играет пространственное распределение нелинейной поляризации среды Плавное уменьшение нелинейной поляризации среды приводит к уменьшению интенсивно ста гармоник, к рождению свободной и вынужденной гармоник на границах кристалла (в об ластях резкого изменения нелинейной поляризации среды); а также на распределение интен сивности по поперечному сечению лучей свободной и вынужденной гармоник.

3. Показано, что вынужденная гармоника распространяется вдоль основного излу чения в частном случае, когда излучение падает на кристалл из вакуума. При использо вании иммерсионной среды направления не совпадают;

4. Рассчитаны «нелинейные» коноскопические картины в отрицательном кристалл КОР для третьей оптической гармоники и в положительном кристалле Те02 - для второ гармоники. Показано, что обычные коноскопические картины и нелинейные коноскопиче ские картины могут быть построены на основе одного итого же математического выражен

с учётом параметра т. Параметр ш = 1 - обычные коноскопические; ш = 2 - нелинейные ко носкопические для второй гармоники; ш = 3 - для третьей гармоники.

5. Рассмотрена роль векторных взаимодействий световых волн в «нелинейных) коноскопических фигурах, Выявлены особенности зондового метода при исследовани векторных взаимодействий в кристаллах.

6. Возможно существование нелинейных пьезоэлектрического, пьезооптического эффек тов и элекгрострикции. Предположено, что пьезоэлектрический эффект должен существоват за счет тензора шестого ранга, что позволяет получить поляризацию кристалла на суммарнь и разностных частотах (П| ± ГЬ). Использование двух электрических источников с частотам £1] и С12 приводит к деформациям (при электрострикции) на частотах ± П2).

7. Использование тензора пятого ранга (в кристаллах без центра симметрии) дл пьезооптического эффекта позволяет применить два пучка излучения (Р, = 0]|Ыт Е| Ек а|т) частотами шь ш2. В этом случае возможно векторное взаимодействие световых и аку стических волн. Модулятор на таком принципе не содержит анализатора, частота излу чения, выходящего из модулятора, равна н>1 ± со2 ± П.

Список цитируемой литературы

1. Кривощеков, Г.В. Возбуждение свободной и вынужденной гармоник в нелинейной призме / Г.В. Кривощеков, Н.Г. Никулин, В.И. Строганов, В.М. Тарасов, В.И. Рамарин // Оптика и спектроскопия. - 1971. - Т. 31. - № 6. - С. 981 -984.

2. Самарин, В.И. Возбуждение гармоник вне синхронизма в нелинейных средах пучками излучения конечной апертуры / В.И. Самарин, В.И. Строганов, C.B. Сорокин // Оптика и спектроскопия. - 1974. - Т. 36. - № 4. - С. 753-762.

3. Строганов, В.И. Интерференционные эффекты при возбуждении оптических гармоник / В.И. Строганов, В.И. Самарин // Оптика и спектроскопия. - 1974. - Т. 37. - № 2. - С. 300-302.

4. Строганов, В.И. Интерференция оптических гармоник в нелинейных кристаллах / В.И. Строганов, А.И. Илларионов // Журнал прикладной спектроскопии. - 1979. - Т. 30. - № 5. - С. 836-840.

5. Кривощеков, Г.В. Векторный синхронизм при смешении световых волн в диэлектрических кристаллах / Г.В. Кривощеков, В.И. Строганов, В.М. Тарасов, В.И. Самарин, В.А. Рыбя-нец// Известия высших учебных заведений. Физика. - 1970. -№ 12. - С. 120-123.

6. Строганов, В.И. Взаимодействие световых лучей в сильно сфокусированном пучке / В.И. Строганов, В.М. Тарасов, В.И. Самарин И Оптика и спектроскопия. - 1972. - Т. 32. - № 4. - С. 834-836.

Список основных публикаций

1. Kuznetsov V. Crystal-based device for combining light beams / V. Kuznetsov, D. Faleiev, V. Lebedev, E. Savin // Optics Letters. - Vol. 34. - No. 18. - 2009. - P. 2856-2857.

2. Кузнецов, В.А. Влияние начальных фаз световых волн при генерации гармоник и фото-вольтаическом эффекте / В.А. Кузнецов, В.А. Лебедев, П.С. Андреев, В.И. Строганов // Извес-

11 я высших учебных заведений. Приборостроение. - 2010. - Т. 53. - № 1. - С. 65-69.

3. Строганов, В.И. Оптические гармоники в прямоугольной кристаллической призме В.И. Строганов, В.А. Антонычева, В.А. Лебедев, Р.И. Соколовский // Бюллетень научных со-бщений № 13. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - С. 94-96.

4. Лебедев, В.А. Генерация оптических гармоник в кристалле, помещенном в иммерсионную жидкость / В.А. Лебедев, Ю.Б. Дробот, Л.В. Алексеева, И.В. Повх, И.В. Строганов // Бюл-тетень научных сообщений № 13. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - С. 96-97.

5. Лебедев, В.А. Свободная и вынужденная волны оптических гармоник / В.А. Лебедев, .В. Алексеева, И.В. Повх, Т.Н. Шабалина, В.И. Строганов // Бюллетень научных сообщений № 13. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - С. 98-100.

6. Лебедев, В.А. Свободная и вынужденная гармоники при преобразовании излучения по астоте / В.А. Лебедев, В.И. Строганов, Б.И. Кидяров, П.Г. Пасько // Оптика кристаллов и на-оструктур: матер, междунар. науч. конф. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - С. 157-159.

7. Алексеева, Л.В. Свободная и вынужденная волны при генеращш оптических гармоник Л.В. Алексеева, И.В. Повх, В.А. Антонычева, В.А. Лебедев, В.И. Строганов // 5 международная онференция «Фундаментальные проблемы оптики» ФПО-2008. - Санкт-Петербург. - С. 157-159.

8. Андреев, П.С. Характеристики оптического излучения с корректировкой френелевско-о отражения / П.С. Андреев, Д.А. Кузнецов, В.А. Лебедев // Физические и оптические свойст-а кристаллов и наноструктур: сб. науч. тр.; под ред. В.И. Строганова. - Хабаровск: Изд-во ВГУПС, 2009. - 126 с. - С. 42-44.

9. Строганов, В.И. Оптические элементы из анизотропных кристаллов для фотоники и шформационной оптики / В.И. Строганов, П.С. Андреев, Д.А. Кузнецов, В.В. Криштоп,

.Н. Литвинова, О.Ю. Пикуль, В.А. Лебедев, H.A. Кравцова, A.B. Сюй. - М.: Научная сессия 4ФИ-2007, сборник научных трудов, 2007. - Т. 15. - С. 82-84.

10. Строганов, В.И. Оптика анизотропных сред / В.И. Строганов, В.А. Лебедев, П.С. Анд-еев, Д.А. Кузнецов, С.Н. Бортулев // Оптика конденсированных сред: сб. науч. трудов - Хаба-овск: Изд-во ДВГУПС, 2006. - С. 4-6.

11. Андреев, П.С. Характеристики кристаллических пластинок, используемых для изме-1С1ШЯ эллиптичности излучения / П.С. Андреев, Г.В. Куликова, О.Ю. Пикуль, В.А. Лебедев / Материалы 6 международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы раз-ития фундаментальных наук». - Томск. - 26-29 мая 2009. - С. 16-19.

12. Доронин, В.И. Пространственно-угловые нелинейные коноскопические картины оптических кристаллов / В.И. Доронин, В.А. Лебедев, Л.В. Алексеева, И.В. Повх, В.И. Строгано! // Нелинейные процессы в оптических средах: сб. трудов. - Хабаровск, 2009. - С. 115-117.

13. Кузнецов, Д.А. Некритичность положения кристалла при генерации оптических гар моник широкополосным излучением / Д.А. Кузнецов, Н.М. Киреева, В.И. Строганов, И.В Повх, В.А. Лебедев // Материалы региональной научной конференции. Физика: Фундамен тальные и прикладные исследования. - Благовещенск, 2009. - С. 78-79.

14. Куликова, Г.В. Влияние положения оптических осей на эффективную толщину дву. пластинок / Г.В. Куликова, П.С. Андреев, О.Ю. Пикуль, В.А. Лебедев // Материалы 6 междуна родной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009», 19-23 октября 2009

- Санкт-Петербург. - С. 244-246.

15. Андреев, П.А. Управление спектром пропускания двух кристаллических пластино / П.С. Андреев, О.Ю. Пикуль, Г.В. Куликова, В.А. Лебедев, Е.З. Савин // Материалы 6 между народной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009», 19-23 октября 2009

- Санкт-Петербург. - С. 246-248.

16. Киреева, М.Н. Роль векторных взаимодействий световых волн в кристаллах при прс образовании изображения / М.Н. Киреева, Д.А. Кузнецов, В.А. Лебедев, В.И. Строганов // Ма териалы 6 международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009» 19-23 октября 2009. - Санкт-Петербург. - С. 248-249.

17. Лебедев, В.А. Взаимосвязь пьезооптического и акустического эффектов / В.А. Лебе дев // Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: Сборник научных трудов -Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. - С. 105-107.

18. Лебедев, В.А. Модуляция излучения в режиме Рамана-Ната с поворотом плоскости поля ризации света / В.А. Лебедев // Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: Сбор ник научных трудов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. - С. 107-108.

19. Лебедев, В.А. Особенности пьезооптического эффекта / В.А. Лебедев // Физические 1 оптические свойства кристаллов и наноструктур: сб. науч. трудов. - Хабаровск: Изд-вс ДВГУПС, 2009. - С. 114-117.

20. Лебедев, В.А. Векторные взаимодействия световых волн при пьезооптической моду ляции / В.А. Лебедев, В.И. Строганов // Физические и оптические свойства кристаллов и нано структур: сб. науч. трудов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. - С. 121-122.

21. Киреева, Н.М. Векторные взаимодействия световых волн в кристаллах / Н.М. Киреева В.А. Лебедев, Д.А. Кузнецов и др. // Бюллетень научных сообщений № 14: сб. науч. трудов

- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010.

22. Лебедев, В.А. Эффект оптического выпрямления с широкополосным излучение?. / В.А. Лебедев // Физическая оптика: сб. науч. трудов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010.

23. Лебедев, В.А. Влияние пространственного распределения нелинейной поляризацш среды на генерацию гармоник / В.А. Лебедев, Л.В. Алексеева, В.И. Строганов // Фгоическ оптика: сб. науч. трудов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010.

Лебедев Валерий Александрович

ОПТИЧЕСКИЕ ГАРМОНИКИ В КРИСТАЛЛАХ ПРИ НАРУШЕННЫХ УСЛОВИЯХ ФАЗОВОГО СИНХРОНИЗМА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 02.11.2010. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO, Усл.-печ. л. 1.0. Зак. 305. Тираж 11Юэкч.

И-дательстно Д13ГУ11С 6X0021. г, Хабаровск, ул. Серишена, 47.

ВВЕДЕНИЕ.•.

ГЛАВА 1. СВОБОДНАЯ И ВЫНУЖДЕННАЯ ГАРМОНИКИ. ВЕКТОРНЫЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН.

Ы.Генерация оптических гармоник. Ограниченные пучки.!

1.2.Фазовый синхронизм. Расстройка фазового синхронизма.

1.3.Векторные взаимодействия световых волн. 1.4.Геометрическая оптика нелинейных-оптических кристаллов.

1.5.Коноскопические фигуры в кристаллах.

1.6. «Нелинейные» коноскопические фигуры.

1.7.Эффект оптического выпрямления и фотовольтаический эффект.

1.8.Пьезоэлектрический эффект. Электрострикция.

1.9.Пьезооптический эффект и акустооптика.

Выводы.,.

ГЛАВА 2. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ НАРУШЕННЫХ УСЛОВИЯХ

ФАЗОВОГО СИНХРОНИЗМА.

2.1 .Световые волны в оптических кристаллах.

2.2.Эффект оптического выпрямления при наличии широкополосного излучения. 2.2.1.Векторные взаимодействия световых волн.-.

2.2.2.Эффект оптического выпрямления.

2.3.Влияние пространственного распределения нелинейной поляризации среды на интенсивность оптических гармоник.

2.4.Свободная и вынужденная гармоники в оптических кристаллах.

2.4.1.Свободная и вынужденная гармоники.

2.4.2,Оптические гармоники в прямоугольной кристаллической призме.

2.4.3.Генерация оптических гармоник в кристалле, помещенном в иммерсионную жидкость.

2.4.4.Причины возникновения свободной и вынужденной волн-.

Выводы.■.

ГЛАВА 3. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ГАРМОНИК В СХОДЯЩИХСЯ ПУЧКАХ ИЗЛУЧЕНИЯ.

3.1.Интерференция свободной и вынужденной гармоник.

3.2.Пространственно-угловые «нелинейные» коноскопические картины оптических кристаллов.

3.3.Роль векторных' взаимодействий световых волн при наблюдении «нелинейных» коноскопических фигур.".

Выводы.

ГЛАВА 4. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И

ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТЫ.

4.1 .Линейный и нелинейный пьезооптический эффект.

4.2.Электрострикция.

4.3.Взаимосвязь пьезооптического и акустооптического эффектов.

4.4.Модуляция излучения в режиме Рамана-Ната с поворотом плоскости поляризации света.'.!.'

4.5.Векторный пьезооптический эффект.

Выводьг.

Актуальность исследований

Успешное развитие лазерной техники, оптической связи, оптических методов измерения позволило реализовать многочисленные эксперименты в области анизотропной линейной и нелинейной оптики. Практически любые новые эффекты могут быть положены в основу работы оптических приборов, которые приобретают новые уникальные свойства и значительно расширяют свои характеристики.

Однако ряд задач не завершен и требует дальнейшего рассмотрения. Например, целесообразно иметь систему с помощью которой можно изменять эллиптичность в оптическом луче. Система должна быть простой в изготовлении и использовании, не иметь деталей, требующих прецизионной обработки. С другой стороны, в ряде случаев необходимо совмещение лучей (трех, четырех) в одном оптическом элементе. Данные направления являются актуальными, расширяя методы экспериментальной техники, используемой автором при выполнении работ по нелинейной оптике. Отметим, что работы по «нелинейной» анизотропной оптике частично выполнялись совместно с О.Ю.Пикуль, Г.В.Куликовой, В.А.Кузнецовым, П.А.Андреевым и опубликованы в некоторых совместных статьях.

С другой стороны, создание мощных лазеров, в том числе фемтосекундных, позволяет изучить нелинейные оптические процессы с малой эффективностью (при нарушенных условиях фазового синхронизма). В этом случае при генерации гармоник в кристалле преобразованное излучение выходит в виде двух волн - свободной и вынужденной, которые можно пространственно разделить. Целесообразно провести систематический анализ такого разделения в разных нелинейных системах (плоскопараллельных пластинах, призмах) для разных типов взаимодействий; при векторном взаимодействии волн, при наличии 4 поглощения. Выявить влияние неравномерного пространственного распределения нелинейной поляризации среды на интенсивность излучения.

При фокусировании лазерных пучков излучения в нелинейный кристалл, возникают за счет интерференции свободной и вынужденной гармоник «нелинейные» коноскопические картины. Такие картины изучены ранее только для отрицательных кристаллов КОР, ГлКГЬОз, . 1лЮ3. Для положительных кристаллов; для гармоник более высокого порядка (третья и т.д.); взаимосвязь между линейными и нелинейными картинами; влияние векторных взаимодействий не рассмотрено.

Все перечисленные выше эффекты могут быть использованы в оптическом приборостроении. В связи с этим анализ нелинейных преобразований при нарушенных условиях фазового синхронизма в оптических кристаллах является актуальным и требует систематических теоретических и экспериментальных исследований

Цель работы

Основная цель работы заключается в выявлении закономерностей и особенностей в распространении света в оптических кристаллах, в том числе и в нелинейной оптике при наличии расстройки фазового синхронизма для • взаимодействующих волн.

Задачи исследований

Для достижения указанных целей было необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть возможность создания системы для -внесения в оптическое излучение заданной эллиптичности. Система, должна обладать простотой в изготовлении и с пониженными требованиями к точности ■ изготовления.

2. Выявить влияние начальных фаз, а также критичность настройки в синхронизм при генерации гармоник, при возбуждении эффекта оптического выпрямления широкополосным излучением.

3. Рассмотреть генерацию свободных и вынужденных волн в прямоугольных призмах и выявить влияние иммерсионной среды на направление распространения вынужденной гармоники.

Выявить влияние распределения нелинейной поляризации кристалла на интенсивность и распределение интенсивности по поперечному сечению лучей свободной и вынужденной гармоник.

4. Рассчитать «нелинейные» коноскопические картины в отрицательном кристалле КБР для третьей оптической гармоники и в .положительном кристалле ТеОг - для второй гармоники и рассмотреть роль векторных взаимодействий световых волн при формировании «нелинейных» коноскопических фигур.

5.Выявить возможность существования нелинейных пьезоэлектрического, пьезооптического эффекта и электрострикции

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа связана с фундаментальной научно-исследовательской темой ОАО «РЖД» «Анизотропное отражение света и электрооптические свойства кристаллов», выполняемой на кафедре «Физика» ДВГУПС.

Научная новизна работы

При решении поставленных задач получены следующие научные результаты:

1. Плоскопараллельная кристаллическая пластинка произвольной толщины, позволяет управлять эллиптичностью проходящего излучения. Две пластинки позволяют задавать необходимую эллиптичность широкополосного излучения.

Монопризма, изготовленная из кристалла с разным расположением плоскости главного сечения для входящих и выходящих лучей, делает возможным совмещение в одном направлении четырех лучей.

2. При генерации оптических гармоник широкополосным излучением интенсивность преобразованного излучения не критична к настройке кристалла. Отклик за счет эффекта оптического выпрямления пропорционален ширине спектра используемого излучения.

3. Плавное пространственное распределение нелинейной поляризации в кристалле при генерации гармоник вне синхронизма приводит к значительному уменьшению интенсивности. При использовании пространственно ограниченного луча гармоника рождается в виде свободной и вынужденной волн. Разделение возможно в прямоугольных призмах для разных типов взаимодействий (оо—ю, оо—>е, ое->е, ое-»о, ее—>е, ее—ю).

4. Коноскопические картины в анизотропной оптике и «нелинейные» коноскопические картины могут быть построены на основе одного итого же математического, выражения с учётом параметра т. Параметр т = 1 — обычные коноскопические ; т = 2 - нелинейные коноскопические для второй гармоники; т = 3 - для третьей гармоники. Для каждого типа взаимодействий существует своя коноскопическая картина.

5. Зондовый метод позволил провести анализ влияния векторных взаимодействий световых ролн на векторные нелинейные коноскопические •картины. Показано, что угловая структура в распределении интенсивности гармоники значительно меньше для векторных взаимодействий, чем для коллинеарных.

6. Нелинейный пьезооптический эффект возможен за счет тензора пятого ранга (Р1=0ук1тЕ|Ека1ГП), что позволяет использовать в модуляторах два пучка излучения с частотами сох и ©г- В этом случае возможно векторное взаимодействие акустических и оптических волн.

Практическая значимость работы

Экспериментальные результаты и теоретические расчеты могут служить основанием для дальнейшего изучения свойств оптических элементов из анизотропных кристаллов и использоваться в научном и прикладном оптическом приборостроении.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Обычные и «нелинейные» коноскопические картины можно описать одним математическим выражением, меняя параметр т.

М/О-*т> - = .1 . (1)

2Ь т

Для коноскопических фигур т=1; для второй гармоники ш=2; для третьей ш=3 и т.д. Для каждого конкретного типа взаимодействий световых волн наблюдается своя коноскопическая нелинейная картина, в том числе и при " наличии векторных взаимодействий, ср - угол падения излучения с частотой со\Рв,Рсв- угол преломления вынужденной и свободной гармоник; щпщ -показатели преломления основного излучения и гармоники; j -число слоев, вносящих разность хода 2л; Ь - толщина пластины, X - длина волны.

2. Плавное пространственное распределение нелинейной поляризации среды при нарушенных условиях фазового синхронизма приводит, к уменьшению интенсивности преобразованного излучения. Если поляризация уменьшается, то генерируется только свободная гармоника (2); если увеличивается, то только вынужденная гармоника (3). •

Е2ю= [ее 1 (2)

Е2ш= . №°2 [1 - е -рь] . (3)

Где ¡3 - коэффициент поглощения; х ~ компонента нелинейной восприимчивости; Е0 - напряженность электрического поля основной волны; к и, к 2Ш — волновые векторы волн на частотах со и 2ю; Ь — толщина кристалла.

3. Отклик при наблюдении эффекта оптического выпрямления пропорционален ширине спектра Доо используемого широкополосного излучения.

4. Интенсивность и распределение интенсивности по поперечному сечению свободной и вынужденной гармоник одинаковы для взаимодействий оо—>е и ее—>о и различны для взаимодействий ое->е и ое->о. В иммерсионной жидкости вынужденная гармоника распространяется в направлении, отличном от направления основного излучения.

Апробация работы

Основные результаты работы изложены в статьях [11-17, 54-56, 66, 77,78, 90-92, 96-100, 114-115] и обсуждались на следующих конференциях:

1. Шестой региональной. научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», Благовещенск, АмГУ,2006 г.;

2. Международной научной конференции «Принципы . и процессы создания неорганических материалов», третьи Самсоновские чтения, Хабаровск, 12-15 апреля 2006 г.;

3. Научной сессии МИФИ.- Москва.-22-26 января 2007 г.;

4. 45 научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки, Хабаровск, 7-9 ноября, 2007 г.;

5. Всероссийской научно- технической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленность Дальнего Востока», Комсомольск-на-Амуре, КнАГТУ, 15-19 октября 2007 г.;

6. Международной научной конференции «Оптика кристаллов и наноструктур», Хабаровск, ДВГУПС, 12-15 ноября 2008 г.; 9

7. Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптйки-2008», Санкт-Петербург, СПбГУ ИТМО, 20-24 октября 2008 г.

8. 6 международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук». — Томск. — 26-29 мая 2009.

9. Региональной научной конференции. Физика: Фундаментальные и прикладные исследования. Благовещенск; 2009.

10. 6 международной конференции молодых ученых й специалистов «0птика-2009», 19-23 октября 2009, Санкт-Петербург.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 123 наименований. Общий объем работы составляет 104 страницы, включая 53 рисунка.

Общие выводы:

• 1. Система, состоящая из кристаллической пластинки, позволяет внести в оптическое излучение требуемую эллиптичность. Четырёхлучеотражающие призмы являются системой, позволяющей совмещение в одном направлении четырёх лучей. Выявлена роль. начальных фаз при генерации гармоник и возбуждении эффекта оптического выпрямления широкополосным излучением и обнаружена некритичность настройки кристалла в синхронизм.

2. При взаимодействии световых волн при нарушенных условиях фазового синхронизма большую роль играет пространственное распределение нелинейной поляризации среды. Плавное уменьшение нелинейной поляризации среды приводит к уменьшению интенсивности "гармоник, к рождению свободной и вынужденной гармоник на границах кристалла (в областях резкого изменения нелинейной поляризации среды); а также на распределение интенсивности по поперечному сечению, лучей свободной и вынужденной гармони

3. Показано, что вынужденная гармоника распространяется вдоль основного излучения в частном случае, когда излучение падает на кристалл из вакуума. При использовании иммерсионной среды направления не совпадают;

4. Рассчитаны «нелинейные» коноскопические картины в отрицательном кристалле КХ)Р для третьей оптической гармоники и в положительном кристалле Те02 - для второй гармоники. Показано, что обычные коноскопические картины и «нелинейные» коноскопические картины, могут быть построены • на основе одного итого же математического 'выражения с учётом параметра т. Параметр ш=1 -обычные коноскопические ; т=2 — «нелинейные» коноскопические для второй гармоники; ш=3 - для третьей гармоники.

5. Рассмотрена роль векторных взаимодействий световых волн в «нелинейных» коноскопических фигурах, Выявлены особенности зондового метода при исследовании векторных взаимодействий в кристаллах.

6. Возможно существование нелинейных пьезоэлектрического, пьезооптического эффектов и электрострикции. Предположено, что пьезоэлектрический эффект должен существовать за счет тензора шестого ранга, что позволяет получить поляризацию кристалла на суммарных и разностных частотах (П]± П2). Использование двух электрических источников с частотами и £12 приводит к деформациям (при электрострикции) на частотах (Í2i± Q2).

7. Использование тензора пятого ранга (в кристаллах без центра симметрии) для пьезооптического эффекта позволяет применить два пучка излучения (Pr=9ijkim Ej-Ek G\m) с частотами соь оз2. В этом случае возможно векторное взаимодействие световых и акустических волн. Модулятор на таком принципе не содержит анализатора, частота излучения, выходящего из модулятора, равна coi ±со2 ±

ОТ АВТОРА

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки РФ доктору физико-математических наук профессору Строганову Владимиру Ивановичу за постоянное внимание и помощь в работе над диссертацией.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Ахманов, С.А. Проблемы нелинейной оптики / С.А.Ахманов, Р.В.Хохлов. М.: Наука, 1964. - 208 с.

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

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

4. Дмитриев, В.Г. Прикладная нелинейная оптика / В.Г.Дмитриев, Л.В.Тарасов. М.: Физматлит, 2004. - 512 с.

5. Кравченко, О.В. Преобразование широкополосного нелазерного излучения в оптических кристаллах на кубической нелинейности / О.В.Кравченко, автореферат дисс. на соискан. ученой степени канд. физ. -мат. наук. Хабаровск.: 1999, - 16 с. .

6. Криштоп, В.В. Нелинейная оптика немонохроматического широкополосного излучения / В.В.Криштоп, В.И.Строганов. Хабаровск,изд во ДВГУПС, 2007. - 110 с.

7. Строганов, В.И. Об одном методе измерения длительности сверхкоротких импульсов света / В.И.Строганов, Г.В.Кривощеков // Нелинейные процессы в оптике. Новосибирск : Наука, 1970. - 103-105 с.

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

9. Кривощеков, Т.В. Возбуждение свободной и вынужденной гармоник в нелинейной призме / Г.В.Кривощеков, Н.Г.Никулин, В.И.Строганов, В.М.Тарасов, В.И.Рамарин // Оптика и спектроскопия. —1971. -Т.31. №6. - С.981 - 984.

10. Самарин, В.И. Возбуждение гармоник вне синхронизма в нелинейных средах пучками излучения конечной апертуры / В.И.Самарин,

11. B.И.Строганов, С.В.Сорокин // Оптика и спектроскопия.-1974.-Т36.-№4.1. C.753-762.

12. Строганов, В.И. Оптические гармоники в прямоугольной кристаллической призме / В.Й.Строганов, В.А.Антонычева, В.А.Лебедев, Р.И.Соколовский // Бюллетень научных сообщений №13.- Хабаровск, изд во ДВГУПС, 2008. - С.94-96.

13. Лебедев, В.А. Генерация оптических гармоник в кристалле, помещенном в' иммерсионную жидкость / В.А.Лебедев, Ю.Б.Дробот, Л.В.Алексеева, И.В.Повх, И.В.Строганов // Бюллетень научных сообщений №13.-Хабаровск,изд во ДВГУПС, 2008.-С.96-97.

14. Лебедев, В.А. Свободная и вынужденная волны' оптических гармоник / ' В.А.Лебедев, Л.В.Алексеева, И.В.Повх,- Т.Н.Шабалина, В.И.Строганов // Бюллетень научных сообщений. №13.-Хабаровск,изд - во "ДВГУПС, 2008.-С.98-100.

15. Лебедев, В.А. Свободная и вынужденная гармоники при . преобразовании излучения по частоте /В.А.Лебедев, В.И.Строганов,

16. Б.И.Кидяров, П.Г.Пасько // Материалы международной научной конференции «Оптика кристаллов и наноструктур» . Хабаровск,изд во ДВГУПС, 2008. С. 157-159.

17. Алексеева, Л.В. Свободная и вынужденная волны при генерации оптических гармоник / Л.В.Алексеева, И.В.Повх, В.А.Антонычева,

18. B.А.Лебедев, В.И.Строганов // 5 международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики» ФПО 2008. - Санкт-Петербург.1. C.157-159.

19. Кузнецов, Д.А. Влияние начальных фаз световых волн при генерации гармоник и ' фотовольтаическом эффекте / Д.А.Кузнецов, В.А.Лебедев, П.С.Андреев, В.И.Строганов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2010. - Т.53. - №1. - С.65-69.

20. Kuznetsov V. Crystal-based device for conbining light beams /" V.Kuznetsov, D.Faleive, E.Savin, V.Lebedev // Optics Letters, 34, less, 18, P.2856-2857.-2009.

21. Кривощеков, Г.В. Векторный синхронизм при смешении световых волн в диэлектрических кристаллах / Г.В .Кривощеков, В.И.Строганов, В.М.Тарасов, В.И.Самарин, В.А.Рыбянец // Известия высших учебных заведений. Физика. 1970. - №12. - С. 120 - 123.

22. Строганов, В.И. Взаимодействие световых лучей в сильно сфокусированном пучке / В.И.Строганов, В.М.Тарасов, В.И.Самарин // Оптика и спектроскопия.-1972.-Т.32.-№4.-С.834-836.

23. Строганов, В.И Некоторые особенности векторного синхронного взаимодействия световых волн в анизотропных кристаллах / В.И.Строганов, Г.В .Кривощеков, В.И.Самарин, В.М.Тарасов // Оптика и спектроскопия.-1973.-Т.-34.-№2.-С.347.

24. Литвинова, " М.Н. Электрооптическая модуляция и преобразование немонохроматического излучения в анизотропных кристаллах: монография / М.Н.Литвинова. - Хабаровск: изд - во ДВГУПС, 2007.-80 с.

25. Максименко, В.А. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития. / В.А.Максименко, А.В.Сюй, Ю.М.Карпец. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.-90 с.

26. Сюй, А.В. Запись изображения в кристаллах ниобата лития . широкополосным излучением: монография / А.В.Сюй, Хабаровск: изд - во1. ДВГУПС, 2008^80 с.

27. Giordmaine, J.A. Mixing of light beams inerjstals / J.A.Giordmaine // Physical Review Letters.-1962.-V. 8.-№1 .-P. 19-20.

28. Bass, M. Optical mixing/M. Bass / Physical Review Letters.-1962.-V.8.-№l.-P.18.'

29. Blombergrn, N. The stimulated Raman-Effeet / N. Blombergrn // Am. Journ. Physical.-1967.-V.35.- P.989 991

30. Фабелинский, И.Л. Комбинационное рассеяние света / . И.Л.Фабелинский // Успехи физических наук.-1978.- Т.126.- №1.- С.123.

31. Ахматов, С.А. Параметрические усилители и генераторы света/С.А. Ахматов, Р.В.Хохлов // Успехи физических наук.-1966.-Т.88.-С.439 -458.

32. Ward, J.F. Optical third Harmonic Generation in Gases' by a Focused Laser Beam / J.F. Ward, NeW//Phys. Review.-1969.- V.185. №4. - P.57 - 72.

33. Строганов. В;И Угловая ширина векторного синхронизма/ В.И.Строганов // Оптика и спектроскопия.-1970.-Т.46.- С.818 819.

34. Илларионов. А.И. Эффект сильной фокусировки при . преобразовании излучения в кристалле ниобата лития / А.И. Илларионов,

35. В.И.Строганов //'Оптика и спектроскопия. 1981. - Т.50.-№6.- С.1170 - 1177.

36. Казак, Н.С. Преобразование нелинейными кристаллами частоты излучения ОКГ на основе органических соединений : автореф. дис. канд. физ.-мат. наук/КазакН.С.-Минск, 1975.-16 с.

37. Борн, М. Основы оптики / М.Борн, Э.Вольф. -М.: Наука, 1970. -895 с. '

38. Гурзадян, Г.Г.Нелинейно оптические кристаллы. Свойства и применение .в квантовой электронике./Г.Г. Гурзадян, В.Г.Дмитриев, Д.Н.Никогосян, М.: Радио и связь, 1991.-160 с.

39. Ландсберг, Г.С. Оптика/Г.С.Ландсберг. М.: Наука, 1957.-760 с.

40. Федоров, Ф.И. Отражение и преломление света прозрачными кристаллами / Ф.И.Федоров, В.В.Филиппов. Минск.: Наука и техника, 1995.-302 с.

41. Константинова, А.Ф. Оптические свойства кристаллов / А.Ф. Константинова и др. Минск: Наука и техника, 1995.-302 с.

42. Кизель, В.А. Отражение света / В.А.Кизель. М.: Наука, 1973.352 с.

43. Ахманов, С.А. Физическая оптика / С.А.Ахманов, С.Ю.Никитин •.- М.: Московский университет, 1998.-656 с.

44. Сивухин, Д.В. Общий курс физики. В 4 т. Т.4. Оптика. / Д.В.Сивухин. М.: Физматлит, МФТИ, 2002. - 792 с.

45. Филиппова, И.С. Геометрическая оптика анизотропных сред: Монография / И.С.Филиппова.- Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2007 77 с.

46. Филиппова, И.С. Выход необыкновенного луча из плоскости отражения / И.С.Филиппова и др // Известия вузов. Приборостроение. -2006.-Т.49.-№5.- С.49 53.

47. Строганов. В.И. Полное внутреннее отражение необыкновенных •лучей / В.И.Строганов, В.И.Самарин //• Кристаллография.-1975.-Т.20.-№3,-С.652-653.

48. Алексеева, Л.В. Особенности полного внутреннего отражения в оптических кристаллах / Л.В.Алексеева, И.В.Повх и др.// Письма в журнал технической физики.-1999.-Т.25.-№ 1 .-С.46-51.

49. Wang, С.С. Призмы из кальцита совместители мощных лучей / С.С. Wang, Cr. W. Rassete //Applied Optics. - 1965. - Т.4.-№6. - С.759 - 762."

50. Алексеева, Л.В. Невзаимный оптический элемент / Л.В.Алексеева, И.В.Повх, В.И.Строганов и др. // Оптический журнал.- 2003.-Т.70.- №7.- С.89 90.

51. Осипов, Ю.В. Интерференционно-поляризационные свойства • кристаллооптической бифокальной линзы / Ю.В.Осипов // Оптический журнал. 1998. - Т.65. - №3. - С.25 - 29.

52. Мурый, А.Л. Отражение необыкновенных лучей в одноосном анизотропном кристалле / А.Л.Мурый, В.И.Строганов // Известия вузов. Приборостроение. 2005.- Т.48. - №5. - С.53 - 55.

53. Мурый, А.Л Особенности отражения оптических лучей от плоскопараллельной пластинки ./ А.Л.Мурый, П.В.Сенин, В.И.Строганов,

54. B.И.Доронин У/ Оптический журнал. 2005. - №2. - С.71 - 72.

55. Литвинова, М.Н. Двойные коноскопические фигуры / •М.Н.Литвинова и др. // Оптический журнал. 2006. - Т.73. - №1. - С.45 - 49.

56. Алексеева, Л.В. Четырехлучевое расщепление в оптических кристаллах / Л.В.Алексеева и др. // Оптический журнал.- 2002.- Т.69. №6.1. C.79-81.

57. Строганов, В.И. Аномально большие углы в прямоугольной призме между лучами с ортогональными поляризациями / В.И.Строганов,

58. A.А.Мурый // Оптический журнал.-2003.-Т.70.-№11 .-С.76-77.

59. Литвинова. М.Н. Дополнительные лучи в оптических кристаллах / М.Н.Литвинова, В.И.Строганов. В.И.Доронин, П.Г.Пасько // •Известия вузов. Физика.-2007.- №7.- С.50-53.

60. Андреев, П.С. Характеристики оптического излучения с корректировкой френелевского отражения. / П.С.Андреев, Д.А.Кузнецов,

61. B.А.Лебедев //. Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: сборник научных трудов под редакцией В.И.Строганова.-Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2009.-126 е., С.42-44.

62. Строганов, В.И. Оптические элементы из анизотропных кристаллов для фотоники и информационной оптики / В.И.Строганов,

63. П.С.Андреев, Д.А.Кузнецов, В.В.Криштоп, М.Н.Литвинова, О.Ю.Пикуль, В.А.Лебедев, Н.А.Кравцова, А.В.Сюй. // М.: Научная сессия МИФИ-2007, сборник научных трудов.-2007.-Т. 15.-С.82-84.

64. Строганов, В.И. Оптика анизотропных сред / В.И.Строганов,

65. B.А.Лебедев, П.С.Андреев, Д.А.Кузнецов, С.Н.Бортулев // Сборник научных .трудов «Оптика конденсированных сред»,Хабаровск, изд-во ДВГУПС, 2006.1. C.4-6.

66. Шубников, A.B. Основы оптической кристаллографии / А.В.Шубников.- М.: изд-во АН СССР, 1958.- 207 с.

67. Меланхолии, Н.М. Методы исследования оптических свойств кристаллов / Н.М.Меланхолин.- М.; Наука, 1970.-155 с.

68. Рудой, К.А. Коноскопические картины оптически активных кристаллов парателлурита и иодата лития: автореф. дис. канд. физ.-мат. Наук /Рудой K.A.-Хабаровск, 2003.-16 с.

69. Mamedov, Nazim. Light fugures and group -to -phase velocity ratio in anisjtrjopic media / Nazim Mamedov, Ymamoto Nobuyki, Kunie Acimori // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. - Vol. 40. - №40. - P.4938-4942.

70. Константинова, А.Ф. Проявление оптической, активности кристаллах различных классов симметрии / А.Ф.Константинова, Е.А.Евдищенко, К.Б.Имангазиева // Кристаллография.- 2006.-Т.51.- №6.-С.1963 1074.

71. Рудой, К.А. Коноскопические картины в оптически активных одноосных кристаллах / К.А.Рудой и др. // Кристаллография.-2003.-Т.48.-№2.-С.334-339. '

72. Пикуль, О.Ю. Коноскопические картины одноосных оптических кристаллов; монография / О.Ю.Пикуль. Хабаровск, изд-во ДВГУПС, 2008. -110 с. •

73. Рудой, К.А. Анализ коноскопических картин в кристалле парателлурита / К.А.Рудой, В.И.Строганов, П.Г.Пасько // Нелинейные свойства оптических сред; сб. научных трудов, Хабаровск, 2001.-С.39-41.

74. Строганов, В.И. Разность хода в пластинках, изготовленных из кристалла кварца / В.И.Строганов, Т.К.Толкунова и др. // Бюллетень научных сообщений №6; сб. научных трудов: ДВГУПС.- Хабаровск, 2001.- С.55-58.

75. Рудой, К.А. Волны гирации в оптических кристаллах / К.А.Рудой, В.И.Строганов, О.Ю.Пикуль и др // Известия вузов. Физика.-2005.- №1.

76. Пикуль, О.Ю. Особенности коноскопической системы для наблюдения коноскопических фигур больших размеров / О.Ю.Пикуль, Л.В.Алексеева, и др. // Известия вузов. Приборостроение. 2004.- Т.47.-№12.- С.53-55.

77. Карпец, Ю.М. Формирование нетрадиционных коноскопических фигур в кристаллических пластинках / Ю.М.Карпец, Т.К.Толкунова, В.И.Строганов // Бюллетень научных сообщений №7:Сб. научн.тр.: ДВГУПС.-Хабаровск, 2002.- С.57-60. •

78. Stroganov,V.I. New interference pictures in optikal crystals / V.I. Stroganov, Yu.M.Karpets, A.V.Syi // Proceedings Fourth Asia-Pacific lonference, Fundamental Problems of Opto- and Microelectronics. Vladivostok : DVTGU, 2001,- P.84-90.

79. Syuy, A.V. Interference of conoscopic pictures of optical crystals / -A.V. Syuy, V.I.Stroganov // Optics Communications.- 2008.- V.281.- P5935-5938.

80. Строганов, В.И. Интерференционные эффекты при возбуждении оптических гармоник/ В.И.Строганов, В.И.Самарин// Оптика и спектроскопия.-1974.- Т.37.- №2.- С.300-302.

81. Строганов, В.И. Интерференция оптических гармоник в нелинейных кристаллах / В.И.Строганов. А.И.Илларионов // Журнал прикладной спектроскопии.- 1979.- Т.30.-№5.- С.836-840.

82. Строганов, В.И. Угловая ширина векторного синхронизма / Оптика и спектроскопия.-1979.- Т.46.- №4.- С.818-819.

83. Строганов, В.И. Влияние аберраций оптической системы на генерацию второй гармоники / В.И.Строганов, А.И. Илларионов // Optiecs .communs.-1980.- Vol.35.- №3,- Р.455-459.

84. Карпец Ю.М. Спекл-структура излучения, рассеянного фоторефрактивным кристаллом / Ю.М.Карпец, В.И.Строганов и др. // Оптика и спектроскопия.- 1989.-Т.67.- №4.- С.982-985.

85. Доронин, В.И. Пространственно-угловые нелинейные коноскопические картины оптических кристаллов / В.И.Доронин, В.А.Лебедев, Л.В.Алексеева, И.В.Повх, В.И.Строганов // Сборник трудов «Нелинейные процессы в оптических средах». Хабаровск, 2009.-С.115-117.

86. Най, Дж. Физические свойства кристаллов / Дж. Най; пер. с англ. Л.А.Шувалова; под ред. А.А.Гусева.- М.: Мир, 1967.- 385 с.

87. Строганов, В.И. Влияние двойного лучепрёломления на эффект оптического выпрямления / В.И.Строганов, Г.В.Кривощеков // Оптика и спектроскопия. 1970. - Т.28. - №6. - С.1214-1215.

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

89. Ребрин, Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве / Ю.К.Ребрин. М.: Советское радио, 1977.- 336 с.

90. Сонин,А.С. Электрооптические кристаллы / А.С.Сонин,

91. A.С.Василевская. М.: Атомиздат, 1971.- 327 с.

92. Sliker,T.R. Linear electrooptic effect in class 32, 6, 3m, and 43m crystals JOSA.-1964.- V.54.- №11.- P.1348.

93. Hobolen,M.V. The temperature depenoluce of the refractive indices of pure lithium niobat.- 1966.- V.22.- №3,- P.243.

94. Метод фотоупругости: T.l и Т.2./ Л.Г.Хесин и' др.. М.: Стройиздат, 1975.-368 с.

95. Авдиенко К.И.Иодат лития. Выращивание кристаллов, их свойства и применение / К.И.Авдиенко и др..- Новосибирск: Наука, 1980.

96. Бетеров, И.М. Возбуждение оптических гармоник в кристаллах йодата и формиата лития излучением непрерывного лазера на красителе / И.М.Бетеров, В.И.Строганов, В.И.Трунов и др. // Квантовая электроника.-1975.-Т.2.-№11.- С.2440-2443.

97. Beterov,I.M. UV Badiation of the basis of nonlinear crystal with tunable 90° phase - matching/ I.M.Beterov, A.A.Chernenko// Opt. Comm.-1976.-V.19.- №3.- P.329-331.

98. Андреев, П. А. Управление спектром пропускания двух кристаллических пластинок / П.С.Андреев, О.Ю.Пикуль, Г.В.Куликова,

99. B.А.Лебедев, Е.З.Савин // Материалы 6 международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009», 19-23 октября 2009, Санкт-Петербург; С.246-248.

100. Сюй, A.B. Фоторефрактивное рассеяние света в кристаллах ниобата лития: автореф. дисс.физ.-мат. наук.- Хабаровск, 2000.- 16 с.

101. Лихтин, В.В. Запись изображения и сопутствующие эффекты в легированных кристаллах ниобата лития: автореф. дисс. физ.-мат. наук.-Хабаровск, 2007.- 16 с.

102. Рапопорт, И.В. Электрооптический эффект на квадратичной и кубичной нелинейностях: автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук.- Хабаровск, 2000.- 16 с.

103. Лебедев, В.А. Взаимосвязь пьезооптического и акустического эффектов / В.А.Лебедев // Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: Сборник научных трудов. — Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2009. С.105-107.

104. Лебедев, В.А. Модуляция излучения в режиме Рамана-Ната с поворотом плоскости поляризации света / В.А.Лебедев // Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: Сборник научных трудов. -Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2009. С. 107-108.

105. Лебедев, В.А. Особенности пьезооптического эффекта / -В.А.Лебедев // Физические и- оптические свойства кристаллов инаноструктур: Сборник научных трудов. Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2009. -С.114-117.

106. Лебедев, В.А. Векторные взаимодействия световых волн при пьезооптической модуляции/ В.А.Лебедев, В.И.Строганов // Физические и оптические свойства кристаллов и наноструктур: Сборник научных трудов. — Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2009. С. 121-122.

107. Киреева, Н.М. Векторные взаимодействия световых волн в кристаллах / Н.М.Киреева, В.А.Лебедев, Д.А.Кузнецов и др. // Бюллетень -научных сообщений ДВГУПС, '№14. Сборник научных трудов. -Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2010.

108. Андреев, П.С. Управление эллиптичностью' излучения с помощью плоскопараллельных кристаллических пластинок произвольной толщины: автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук. Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2010.

109. Сюй, А.В. Влияние широкополосного некогерентного излучения ' на фотоотклик в кристаллах ниобата лития / А.В.Сюй, В.И.Строганов,

110. В.В.Криштоп, В.В.Лихтин // Оптика и спектроскопия. 2008. - Т. 104. - №1. — С.140-143.

111. Чайлдс,У. Физические постоянные. / У.Чайлдс // М.: Физматгиз, 1961.-96 с.

112. Yazdanfar,S. Interferometric second harmonic generation microscopy/ S.Yazdanfar, L.Laiho, P.So //Optics Express. — 2004. Vob.l2.Issue 12. - P.2739-2745.

113. Manaka,T. Optical second harmonic generation imaging for " visualizing in-plane electric field distribution // T.Manaka, M.Nakao, D.Yamada

114. Optics Express. 2007. - Vol.15. - Issue 24. - P. 15964-15971.

115. Glass,A.M.High-voltage bulk photovoltaic effect and phjtjrefractive process in LiNb03 / F.M.Glass, Von der Linde, T.J.Nergran //Appl. Phys. 1974/ -V.25. -P.233-236.

116. Maker,P.D. Effect of dispersion and focusing of the production of optical harmonics / P.D.Maker // Physical Review Letters. ' Vol.8. - №1. - P.21-22.

117. Miller,R.C. Mechanism of second harmonic generation of optical maser beams in guartz / R.C.Miller // Physical Review/ 1963. - y.131. - №1/ -P.95-97.

118. Blombergen,N. Light waves in the boundary of nonlinear media / N.Blombergen, S.Pershan // Physical Review. 1962. - Vol.128. - №2. - P.606-622.

119. Shen,Y. Nanoscopic study of second-harmonic generation in organic crystals / Y.Shen // Optical Letters. 2001. - Vol.26. - Issue "10. - P.725-727.

120. Chen,К. Investigation of second-order nonlinearity in poled-polymer during photobleaching /K.Chen // Optics Express. 2006. - Vol: 14. - Issue 7. -P.2791-2797.

121. Lin,H. Study of van Gieson's picrofuchsin staining on second-harmonic generation in type collagen //Chinese Optics Letters. 2008. - Vol. 6 . -Issue 12. - P.882-885.

122. Rau,E. Second Harmonic Generation Technique and its .Applications / T.Rau, F.Kajzar //Nonlinear Optics, Quantum Optics. 2008. - Vol. 38. - №2. -P.99-140.

123. Лебедев,B:A. Эффект оптического * выпрямления * с широкополосным излучением / В.А.Лебедев // Физическая оптика. Сборник научных трудов. Хабаровск: ДВГУПС. - 2010.

124. Лебедев, В.А. Влияние пространственного распределения нелинейной поляризации среды на генерацию гармоник / В.А.Лебедев, Л.В.Алексеева, В.И.Строганов // Физическая оптика. Сборник научныхтрудов. Хабаровск: ДВГУПСю - 2010.

125. Физика: Энциклопедия / под ред. Ю.В.Прохорова. М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. - 944 с.

126. Желудев,И.С. Электрострикция линейных диэлектриков/ И.С.Желудев, А.А.Фотченков // Кристаллография. 1958. - Т.З. - №3. -С.308.

127. Огнев, А.В. Гигантские эффекты в наномире /А.В.Огнев // Лекции второй международной физической школы: Информационный бюллетень. Хабаровск: изд-во ДВГУПС, 2006. -136 с.

128. Блистанов,А.А. Акустические кристаллы / А.А.Блистанов, В.С.Бондаренко, Н.В.Пареломова, Ф.Н.Стрижевская, В.В.Чкалова, М.П.Шаскольская //М.: изд-во Наука, 1982. 632 с.

129. Li, Wei-tao. Measurement of optic axis • direction based -on interference fringe method / Li Wei-tao, Shen Wei-min, Wang Yu-hong // Semiconduct. Photon. And Technol. 2006. - 12. - №3. - P. 188-193.

130. Ferrari, Jose A. Spatial self-filtering with polarizer sheets / Jose A. Ferrari,-Eugenio Garbusi, Erna M. Frins, Gustavo Piriz // Appl. Opt. — 2005.- 44. -№1. -P.41-46.

131. Munro, David H. Polarization smoothing in a convergent beam / David H. Minro, N. Dixit Shamasundar, A. Bruce Langdon, John R. Murray // Appl. Opt. 2004. - 43. - №36. -P.6639-6647.

132. Рудой К.А.Перестраиваемые фазовые пластинки / К.А.Рудой,

133. B.И.Строганов, Л.В.Алексеева // Бюллетень научных сообщений№7: сб. науч. тр. ; под ред. В.И.Строганова.- Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2002. —1. C.45-48.