Векторные взаимодействия световых волн при фотоиндуцированном рассеянии света в кристаллах ниобата лития тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

МАКСИМЕНКО ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЕКТОРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН ПРИ ФОТОИНДУЦИРОВАННОМ РАССЕЯНИИ СВЕТА В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ

01.04.05 - Оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Хабаровск Издательство ДВГУПС 2010

004606126

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

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор

Строганов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор

Маныкин Эдуард Анатольевич

доктор физико-математических наук, профессор

Витрик Олег Борисович

доктор физико-математических наук, профессор

Ванина Елена Александровна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский

государственный университет»

Защита состоится 9 июня 2010 года в 14 — часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 218.003.01 при ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

по адресу: 680021, Хабаровск, ул. Серышева, 47, ауд. 204.

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

Автореферат разослан ' мая 2010 года.

/

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 218.003.01 Т.Н. Шабалина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Взаимодействия световых волн в нелинейных средах интенсивно изучаются в течение последних десятилетий, и интерес к данной области исследований не ослабевает. Это связано с высокой научно-практической значимостью указанной тематики. Нелинейно-оптические эффекты служат основой для многочисленных методов исследования свойств конденсированных сред, их использование весьма перспективно в устройствах квантовой электроники, интегральной и волоконной оптики. Также надо отметить огромное многообразие различных видов нелинейных взаимодействий световых волн и вариантов их реализаций. Это обусловлено тем, что сами механизмы, обеспечивающие взаимодействия, весьма разнообразны, а вариантов осуществления того или иного взаимодействия, относящегося к какому-либо механизму нелинейности, как правило, очень много. Можно выделить наиболее обширные классы подобных эффектов: это многочастотные процессы (генерация гармоник, генерация суммарных и разностных частот, вынужденное комбинационное рассеяние и т.п.), и взаимодействия, ведущие к изменению волновых векторов по модулю или направлению, а также изменению поляризационного состояния волн, но без изменения частоты (т.е. вырожденные по частоте). Такого рода взаимодействия без изменения частоты могут быть обусловлены, например, тепловыми или фоторефрактивными эффектами (ФРЭ) [1-3]. Под фоторефракцией (фоторефрактивным эффектом) в рамках настоящей работы будет пониматься изменение показателя преломления вещества Лп, которое возникает из-за наведенного светом пространственного переноса заряда.

Исторически первыми были изучены скалярные взаимодействия, когда взаимодействующие волны сонаправлены и не различаются по состоянию поляризации. Довольно много ранних работ посвящено процессам векторного взаимодействия, для случаев, когда поляризации волн различны, а волновые вектора кол-линеарны. Хотя имеются работы, в которых рассматриваются некоторые частные случаи, когда и поляризация и направление волновых векторов различны [46], но общая картина не создана. Во многом это связано с тем, что при различии у взаимодействующих волн и поляризации и направления сложно выделить эффекты, обусловленные только неколлинеарностью волновых векторов. Детальное изучение неколлинеарного взаимодействия волн с одинаковой поляризацией важно, поскольку оно позволяет выявить особенности нелинейно-оптических явлений, обусловленные непосредственно неколлинеарностью взаимодействующих волн в тех или иных экспериментальных условиях. При этом существует проблема выявления таких условий реализации неколлинеарных взаимодействий световых волн с одинаковой поляризацией, при которых отсутствовали бы взаимодействия другого типа, а также были бы сведены к минимуму иные мешающие факторы (например, влияние тепловых эффектов). Эта проблема не решена, в первую очередь из-за отсутствия модельного объекта.

Имеются основания предполагать, что данные неколлинеарные взаимодействия с одинаковой поляризацией могут эффективно осуществляться в чистом виде в слаболегированных фоторефрактивными примесями кристаллах ниобата лития иМЮз при облучении их светом с подходящей длиной волны. Однако это предположение требует проверки. Необходимо также определить те примеси, легирование которыми обеспечивало бы преимущество такого взаимодействия в кристаллах ЬГЫЬОз по сравнению с другими типами. Отметим, что реализуемые в кристаллах ниобата лития схемы векторных взаимодействий световых волн весьма разнообразны, они проявляют чувствительность к поляризации, длине волны и интенсивности излучения накачки. Это обусловлено тем, что кристаллы ниобата лития обладают уникальным набором электрооптических, нелинейнооптических и фотоэлектрических свойств, причем их свойствами можно управлять в широком диапазоне путем легирования различными примесями [3-5]. Учет оптической анизотропии, дихроизма, обусловленного примесным поглощением кристаллов, анализ особенностей электрооптического и фо-товольтаического эффектов важны для выявления необходимых условий существования требуемого типа взаимодействия в этих кристаллах.

Эффективная реализация векторного взаимодействия в анизотропных фото-рефрактивных кристаллах при использовании классических схем, когда в среде пересекаются несколько (в большинстве случаев - два) световых пучков затрудняется необходимостью подбора углов фазового синхронизма для взаимодействующих волн. Осложняющим фактором здесь является то, что в реальных кристаллах всегда имеются случайные пространственные флуктуации оптических и фотоэлектрических параметров среды, в результате чего условия синхронизма будут варьироваться при переходе от одной точки кристалла к другой. Также затрудняется подбор углов синхронизма из-за того, что пространственное распределение оптически индуцированной (в результате ФРЭ) анизотропии показателя преломления имеет сложный характер [6]. Однако данная проблема может быть решена, если требуемое взаимодействие (случай некол-линеарных волновых векторов и одинаковых поляризаций) осуществлять в виде фотоиндуцированного рассеяния света (ФИРС). ФИРС является следствием фоторефрактивного эффекта, представляя собой рассеяние когерентного оптического излучения на фотоиндуцированных мелкомасштабных неоднородно-стях показателя преломления среды. В случае рассеяния обеспечивается широкий угловой диапазон волновых векторов взаимодействующих волн, за счет чего условия фазового синхронизма (условия усиления) реализуются автоматически для волн пересекающихся под необходимыми углами. Таким образом, исследование пространственно-угловой структуры ФИРС является эффективным способом изучения новых типов векторных взаимодействий световых волн в фоторефрактивных кристаллах. Однако для правильной интерпретации результатов изучения ФИРС требуется модель, учитывающая характер взаимодействия, собственную и оптически наведенную анизотропию кристалла, а также

пространственную неоднородность показателя преломления кристалла, в области, где происходит взаимодействие волн.

Исследования ФИРС, ведущиеся с 60-х годов двадцатого века (и особенно интенсивно с 80-х годов), изначально шли по двум направлениям: первое - нахождение условий подавления рассеяния и второе - использование экспериментальных данных исследования ФИРС для изучения свойств фоторефрактив-ных кристаллов. И если для многих практических приложений первая задача решена, то второе направление дает широкое поле деятельности [7]. Так, значительный интерес представляет разработка методов определения фотопроводимости среды посредством анализа закономерностей кинетики ФИРС. Другие методы нахождения фотопроводимости (по анализу кинетики дифракционной эффективности записанной в фоторефрактивной среде голограммы, либо прямым измерением тока, протекающего через образец) требуют достаточно сложных измерительных схем и высокоточной настройки измерительной техники. Определение фотопроводимости по анализу ФИРС представляется хотя и менее точным, но намного более простым способом, который может применяться в экспрессном режиме при проведении комплексных исследований свойств фо-торефрактивных сред.

Наряду с активным исследованием вырожденных по частоте векторных взаимодействий, осуществляемых на решетках показателя преломления в фото-рефрактивных средах, в последние годы растет интерес к многочастотным процессам, реализуемым на решетках квадратичной нелинейности (например, в периодически поляризованных кристаллах ниобата лития) [8]. Это направление имеет весьма большое прикладное значение, поскольку структуры с пространственно-периодической модуляцией квадратичной нелинейности могут служить эффективными преобразователями частоты оптического излучения. С данным направлением смыкаются работы по пространственной модуляции квадратичной нелинейности и фотоиндуцированной генерации второй гармоники (ФГВГ) в силикатных стеклах [9]. Выполнение условий фазового синхронизма в данном случае имеет ряд малоизученных особенностей. Так, не вполне выяснена природа пространственных осцилляции интенсивности второй гармоники, генерируемой на решетке квадратичной нелинейности, хотя можно предположить, что она связана с волновой расстройкой между оптической второй гармоникой и волной нелинейной поляризации среды.

Надо отметить также, что фотоиндуцированная модуляция квадратичной нелинейности принципиально возможна и в сегнетоэлектрических кристаллах типа ниобата лития (за счет ФРЭ). Возможности эти изучены мало, поэтому исследование взаимодействия световых волн при наличии пространственно-периодической квадратичной нелинейности в различных светочувствительных средах представляется интересной и важной задачей.

Все изложенные выше соображения предопределили постановку задачи и выбор методов и объектов исследований в работе.

Цель работы - исследование новых реализаций векторного взаимодействия световых волн, связанных с расстройкой волновых векторов взаимодействующих волн, при фотоиндуцированном рассеянии света в кристаллах ниобата лития. Выявление особенностей генерации второй оптической гармоники в среде с пространственно-периодической квадратичной нелинейностью.

Основные задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Выявление особенностей формирования изображения оптически индуцированных дефектов в кристаллах ниобата лития, а также определение поляризационных характеристик излучения, прошедшего через область с оптическим повреждением.

2. Исследование анизотропии поглощения света в кристаллах ниобата лития с различными легирующими примесями и анализ влияния анизотропии поглощения на эффективность векторных взаимодействий световых волн различного типа в кристаллах ниобата лития.

3. Оценка влияния различных факторов (длины волны, интенсивности и поляризации падающего излучения, а также вида легирующей примеси) на процесс фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития.

4. Исследование процесса нестационарного энергообмена при векторном взаимодействии между рассеянным светом и накачкой в легированных кристаллах ниобата лития для различных интенсивностей пучка накачки.

5. Определение фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития путем анализа временных характеристик интенсивности фотоиндуцированного рассеяния.

6. Выбор модели фотогенерации свободных носителей заряда, согласующейся с экспериментально полученными люкс-амперными характеристиками и определение основного механизма транспортировки заряда в кристаллах ниобата лития, легированных родием.

7. Разработка методик построения и анализа индикатрис ФИРС, основанных на обработке цифрового фотоизображения программными средствами. Проведение анализа угловой зависимости коэффициента усиления ФИРС и оценка применимости существующих моделей ФИРС для описания фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития.

8. Выявление закономерностей формирования индикатрисы широкоуглового ФИРС в кристаллах ниобата лития.

9. Экспериментальное исследование особенностей пространственной структуры селективного по углу ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития.

10. Разработка физико-математической модели четырехволнового взаимодействия световых волн необыкновенной поляризации (еее-е типа) для случая оптически анизотропной среды с пространственно неоднородным показателем преломления. Расчет пространственно-угловой структуры селективного по углу ФИРС еее-е типа в кристаллах ниобата лития.

11. Решение задачи о нахождении поля второй оптической гармоники, генерируемой в среде с записанной х(2'-решеткой.

Методы исследования

Для решения поставленных в работе задач применялись экспериментальные и теоретические методы. В процессе постановки и проведения эксперимента использовались фотоэлектрический, спектрофотометрический и фотографический методы, а также метод визуального наблюдения. Обработка и интерпретация результатов осуществлялись с использованием статистических методов, цифровых методов анализа изображений. При расчете фазы и интенсивности второй гармоники на х<2)-решетке применялся аналитический метод решения системы нелинейных дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными.

Научная новизна работы

1. Исследована анизотропия поглощения в легированных кристаллах УМЮз. Установлено, что от рода легирующей примеси и от длины волны света зависит как величина, так и характер анизотропии поглощения.

2. Реализовано неколлинеарное взаимодействие световых волн с одинаковой (необыкновенной) поляризацией в кристаллах ниобата лития, легированных железом и родием. Данный тип взаимодействия получен в виде селективного по углу фотоиндуцированного рассеяния света необыкновенной поляризации (еее-е типа), которое ранее в литературе на описывалось.

3. Построена модель векторного четырехволнового взаимодействия еее-е типа в анизотропной среде с оптически наведенным, пространственно неоднородным изменением показателя преломления. В рамках модели описан экспериментально обнаруженный новый вид селективного ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития.

4. Предложены цифровые методы анализа диффузных изображений, позволяющие упростить изучение пространственной структуры ФИРС. Построены индикатрисы ФИРС; выявлены закономерности угловой зависимости коэффициента преобразования ФИРС.

5. Экспериментально и теоретически исследованы индикатрисы селективного ФИРС еее-е типа в направлении прошедших и отраженных лучей в легированных кристаллах ниобата лития при различных углах падения пучка накачки.

6. Проведено экспериментальное изучение кинетики интенсивности ФИРС в кристаллах Ь|'ЫЬ03:Ре и ЫМЬ03:1И1 при интенсивности пучка накачки, изменяющейся в диапазоне 1+7 кВт/см2 на длине волны 0,6328 мкм. Из анализа временных характеристик интенсивности ФИРС определен характер зависимости фотопроводимости кристаллов ниобата лития, легированных родием, от интенсивности излучения накачки.

7. Установлен характер пространственной зависимости амплитуды свободной и вынужденной волн на частоте второй гармоники (ВГ), возникающих на решетке

квадратичной нелинейности. Амплитуда вынужденной гармоники осциллирует с изменением длины нелинейного взаимодействия L, амплитуда свободной гармоники линейно возрастает с увеличением L. Получена пространственная зависимость фазы результирующей волны второй гармоники, генерируемой на решетке квадратичной нелинейности.

Оригинальность и новизна результатов подтверждается публикациями в ведущих отечественных физических журналах.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа автора связана с фундаментальными научно-исследовательскими темами ОАО «РЖД» «Анизотропное отражение и электрооптические свойства кристаллов» и «Фоторефрактивные свойства пироэлектрических кристаллов», выполняемыми на кафедре физики Дальневосточного государственного университета путей сообщения. Часть результатов получена при поддержке Инновационно-образовательной программы, выполняемой в ДВГУПС (2007-2008 гг.).

Практическая ценность работы

Результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы для разработки нелинейно-оптических элементов и создания на их основе новых оптических устройств обработки, передачи, записи и хранения информации. Предложен цифровой метод анализа диффузных изображений. Метод построения индикатрис ФИРС, предложенный в работе, может применяться для анализа угловых зависимостей интенсивности излучения при решении различных исследовательских и прикладных задач оптики. Предложено использовать метод анализа временных зависимостей интенсивности ФИРС для оценки величины фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Международном симпозиуме (Первые, Вторые, Третьи Самсоновские Чтения) «Принципы и процессы создания неорганических материалов», Владивосток, Хабаровск, 1998,2002,2006.

2. IV Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин». - Нижний Новгород, 1999.

3. III Международном студенческом конгрессе стран АТР, Владивосток, 1999.

4. «Оптика-99», «0птика-2001», «0птика-2003», «0птика-2005», межд. конф. молодых ученых и специалистов, Санкт-Петербург, 1999,2001,2003,2005.

5. Международном симпозиуме «Modern problems of laser physics», Новосибирск, Россия, 2000.

6. «ICONO-2001» (XVII Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике, КИНО'01), Белоруссия, Минск, 2001.

7. X, XII, XIII Международной конференции «Laser Optics», Санкт-Петербург, 2000,2006,2008.

8. VII Всероссийской школе-семинаре «Люминесценция и сопутствующие явления». Иркутск, 2001.

9. VII Международной конференции «Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение». Александров, 2004.

10. XI Международном симпозиуме «Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric physics», Томск, 2004.

И. И Азиатско-Тихоокеанском Конгрессе «Fundamental Problems of Optoelectronics and Microelectronics», Хабаровск, 2004.

12. Международном оптическом конгрессе «Оптика - XXI век» - Санкт-Петербург, 2004,2008.

13. Научной сессии МИФИ-2007, МИФИ-2009, МИФИ-2010, Москва, 2007, 2009,2010.

14. Международной конференции «Оптика кристаллов и наноструктур», Хабаровск, 2008.

15. VIII школе «Нелинейные волны», Н. Новгород, 2008.

16. XXVI Всероссийской школе по когерентной оптике и голографии, Иркутск, 2008.

Публикации и вклад автора

По теме диссертации автором опубликована 41 работа, в том числе 9 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для соискателей ученой степени доктора наук, 2 монографии, 4 статьи на английском языке в сборниках трудов SPIE. Основные результаты диссертации отражены в 32 статьях, список которых приведен в конце автореферата.

Автору принадлежит формулировка цели и постановка задач исследований, обоснование способов их осуществления, непосредственное выполнение значительной части экспериментов, основных аналитических расчетов, анализ и систематизация результатов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, содержит 272 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 270 наименований, включая работы автора.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. В кристаллах ниобата лития, легированных родием, реализуются условия, дающие преимущество для взаимодействия неколлиарных световых волн с одинаковой (необыкновенной) поляризацией на длине волны 0,6328 мкм по сравнению с другими типами взаимодействий.

2. Построена физико-математическая модель, описывающая особый тип векторного (неколлинеарного) четырехволнового взаимодействия световых волн одинаковой (необыкновенной) поляризации при наличии волновой рас-

стройки. Данное взаимодействие реализовано в виде селективного по углу фо-тоиндуцированного рассеяния света егг-е типа (ранее не исследованного) на длине волны 0,6328 мкм в легированных кристаллах ниобата лития. В рамках построенной модели исследованы основные закономерности обнаруженного рассеяния.

3. Обнаружены ранее не изученные особенности спекл-полей в картинах широкоуглового фотоиндуцированного рассеяния на длине волны 0,6328 мкм, сопутствующего селективному ФИРС еег-г типа (и обусловленного тем же типом взаимодействия). Фактором, влияющим на характеристики (контрастность, общее количество спеклов) спекл-структуры в картине рассеяния, являются фо-тоиндуцированные пространственно-временные флуктуации диэлектрической проницаемости в освещаемой области кристалла.

4. Изучены особенности энергообмена между волной накачки и рассеянными волнами в процессе фотоиндуцированного рассеяния света еее-е типа на длине волны 0,6328 мкм в легированных кристаллах ниобата лития. Установлено, что основной механизм фоторефракции в кристаллах ниобата лития, легированных родием, имеет фотовольтаическую природу. Процессы фотовозбуждения свободных носителей заряда в кристаллах ниобата лития, легированных родием, описываются двухцентровой моделью переноса заряда.

5. Объяснена природа пространственных осцилляций интенсивности второй гармоники, генерируемой в среде с пространственно модулированной квадратичной нелинейностью при выполнении условий фазового квазисинхронизма.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и практическая значимость работы, определена цель диссертации, кратко изложено содержание работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору литературы по экспериментальным и теоретическим исследованиям фоторефрактивного эффекта и сопутствующих явлений. Рассматриваются и сравниваются различные модели фотоиндуцированного рассеяния света в сегнетоэлектрических кристаллах, дается классификация видов рассеяния. Рассмотрены различные модели, закономерности и механизмы фотовольтаического и фоторефрактивного эффектов. Описаны особенности взаимодействия когерентного излучения с периодическими доменными структурами в сегнетоэлектриках. Приводятся данные по исследованию формирования решеток квадратичной нелинейности в центросимметричных средах и фо-тоиндуцированной генерации второй оптической гармоники в объемных средах и волноводах. Дан обзор литературы по актуальным проблемам, касающимся тематики последующих глав.

Во второй главе приведены экспериментальные результаты исследования особенностей фотовольтаического эффекта (ФВЭ) в кристаллах ниобата лития, а также оптически наведенных дефектов, возникающих в легированных кристаллах ниобата лития за счет ФВЭ.

В параграфе 2.1. излагаются результаты исследования дефектов, возникающих в кристаллах ниобата лития под действием оптического излучения. Рассматриваются особенности светопропускания наведенных дефектов, анали-] зируются поляризационные характеристики излучения, прошедшего через оптически поврежденную область.

Рассматриваются закономерности формирования изображения дефекта в зависимости от поляризации наводящего и сканирующего излучения, а также от ориентации оптической оси кристалла. Указывается на особенности светопропускания приграничной области дефекта. В табл. 1 показаны изображения дефекта, наведенного в кристалле УМЬ03:Ре в зависимости от поляризации тестирующего излучения и ориентации плоскости пропускания анализатора, расположенного после кристалла. Оптическая ось г кристалла направлена вертикально. Углы в таблице отсчитываются от оси 2. При значении обоих углов, равном 45 поляризатор и анализатор скрещены.

Таблица 1

Поляризация тестирующего луча Угол анализатора

90° 45° 0°

90° Щ

45° т Шк*

0° ш

В параграфе 2.2. рассматриваются методики наблюдения коноскопических фигур нетрадиционного типа в одноосных кристаллах. Указанные фигуры представляют собой чередующиеся темные и светлые полосы, перпендикулярные оптической оси кристалла. Подобная форма фигур обусловлена особыми условиями наблюдения - в эксперименте используются широкие пучки с малой расходимостью. В параграфе обсуждаются возможности применения нетрадиционных коноскопических фигур для исследования оптических неоднородностей в кристаллах, в частности, для наблюдения оптически наведенных дефектов в фоторефрактивных кристаллах.

В параграфе 2.3. приводятся результаты численных расчетов спектров пропускания системы поляризатор-кристалл-анализатор. В данных расчетах рассматривается одноосный непоглощающий, оптически однородный кристалл в виде пластинки с оптической осью параллельной входной грани кристалла. При определенных положениях оптической оси кристалла относительно плоскостей

пропускания поляризатора и анализатора можно получать сплошной либо линейчатый спектр для прошедшего излучения, либо их наложение. В параграфе делается вывод, что, изменяя ориентацию оптической оси кристалла относительно поляризатора и анализатора, можно управлять спектром излучения, прошедшего указанную систему.

В параграфе 2.4. приводятся результаты исследования поляризационной характеристики коэффициента поглощения кристаллов ниобата лития с различными легирующими примесями в видимой области спектра. Отмечается, что следует учитывать анизотропию коэффициента поглощения легированных кристаллов ниобата лития при проведении экспериментов по изучению характеристик фотовольтаического отклика. В данном параграфе приведены спектры пропускания кристаллов ниобата лития с различными легирующими примесями, а также рассчитанные по ним спектральные зависимости коэффициента поглощения кристаллов ниобата лития. Спектры пропускания снимались для световых волн обыкновенной и необыкновенной поляризации. На рис. 1 представлены полученные спектры пропускания для кристалла 1лМЬ03:Ш1. Как видно из рисунка, коэффициент пропускания различается для света, необыкновенной поляризации (е-луч) и обыкновенной поляризации (о-луч). Таким образом, можно заключить, что в легированных кристаллах ниобата лития имеется анизотропия поглощения. Причем нами экспериментально установлено, что на длине волны Не-№ лазера 0,6328 мкм анизотропия поглощения в кристаллах 1лМЮ3:Ре и ЬПЧЬ03:11Ь различается как по величине, так и по знаку.

В параграфе 2.5. приводятся данные исследований фотовольтаического отклика в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития. Получены зависимости фотонапряжения от времени для кристаллов ниобата лития легированных Бе (0,05+0,3% вес.) и Яи (0,3% вес.) с использованием некогерентного широкополосного излучения. В качестве источника излучения использовалась лампа накаливания. Пучок света направлялся перпендикулярно полярной оси кристалла. Напряжение снималось с серебряных электродов, напыленных на грани кристалла, перпендикулярные его полярной оси. Приведены спектральные характеристики ФВЭ. Зависимость фотонапряжения от времени с некогерентным источником света идентична зависимости для когерентного источника (лазера). Фотовольтаический эффект наиболее заметен при длинах волн, соответствующих линиям примесного поглощения, что соответствует ли-

90

300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 длина волны, нм

Рис. 1. Спектры пропускания 1ЛНЬОз:Ш1. Концентрация ЯЬ - вес. 0,01%

тературным данным [1]. В параграфе рассматриваются особенности фотовольтаи-ческого эффекта в номинально чистых кристаллах ниобата лития. Приводятся временные характеристики фотонапряжения в зависимости от направления вектора Е по отношению к полярной оси кристалла Ре и предыстории образцов. Обсуждается вопрос о влиянии электрических полей на фотовольтаический эффект. Показано, что предварительно наведенные электрические поля изменяют зависимость напряжения от времени при последующем облучении кристалла. Первоначально происходит компенсация предварительно наведенного электрического поля, а затем плавный рост напряжения до насыщения.

В третьей главе приводятся результаты экспериментального исследования картин фотоиндуцированного рассеяния света в легированных и нелегированных кристаллах ниобата лития. Рассматриваются особенности ФИРС, возникающего при использовании коротковолновой накачки (излучение гелий-кадмиевого и аргонового лазеров), и ФИРС в случае накачки излучением гелий-неонового лазера. Анализируются и классифицируются наблюдаемые типы ФИРС.

В параграфе 3.1 приводятся результаты экспериментального исследования пространственной структуры и кинетики ФИРС при облучении кристаллов ниобата лития коротковолновым излучением гелий-кадмиевого и аргонового лазеров. Описываются наблюдаемые картины рассеяния. При различных условиях эксперимента наблюдались различные виды ФИРС. В частности, были изучены некоторые разновидности фотодисперсионного и бирефрактивного рассеяния света.

В чистых, а также в легированных железом кристаллах ниобата лития, наблюдалось селективное по углу фотоиндуцированное рассеяние света автоволнового типа. Кристаллы представляют собой пластинки ¿-среза. В качестве накачки применялось излучение гелий-кадмиевого лазера (длина волны 0,44 мкм, мощность 50 мВт). Автоволны в данном случае проявляются в виде конусов рассеяния (на экране - колец), число и угловой размер которых периодически изменяется. Данный вид рассеяния наблюдается как в направлении прошедших, так и в направлении отраженных лучей, при различной ориентации пучка накачки относительно оптической оси кристалла.

В параграфе 3.2 представлены данные исследования особенностей ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития при использовании гелий-неонового лазера. Следует отметить, что длинноволновое излучение данных лазеров (длина волны 0, 6328 мкм) достаточно слабо поглощается в кристаллах, что уменьшает влияние на процесс ФИРС тепловых эффектов. В параграфе представлены результаты исследования фотоиндуцированного рассеяния в направлении прошедших лучей (прямого рассеяния) для кристаллов ниобата лития с добавками Ре (0,03%; 0,05 % вес.), ЯЬ (0,01 % вес.), Яи (0,05 % вес.), Си (0,01 % вес.) Ре (0,3 % вес.) + Ш1 (0,01 % вес.), Ре (0,3 % вес.) + Си (0,01 % вес.). Кристаллы представляют собой плоскопараллельные пластинки х-срезов толщиной 1+2 мм. Описана экспериментальная установка, применявшаяся для исследования ФИРС. В кристаллах иЫЬОз^е+ЯЬ, 1л№>03:Ре+Си и иМЬ03:Яи рассеяние слабо выражено. В кристаллах ЫМЬ03:Ре и 1лМЬ03:Ш1 ФИРС наиболее сильно проявляется, когда накачка поляризована в

плоскости, содержащей оптическую ось кристалла. В кристалле 1дМЬ03:Ре, рассеяние образует на экране световое пятно, имеющее хорошо различимую глазом спекл-структуру. Для кристалла 1л]ЧЬОз:Ш1, картина ФИРС представлена на рис. 2. Ближе к центральному пятну расположены области с ярким широкоугловым рассеянием. Характерной особенностью этого рассеяния является низкий контраст спекл-структуры. Это может быть объяснено следующим образом. Формируемые в области освещения кристалла электрические поля весьма велики (104-М05 В/см) и неоднородны. Это приводит к возникновению объемных и поверхностных микропробоев и скачкообразному изменению диэлектрической проницаемости среды [б]. В результате соотношения между фазами волн рассеянного света хаотически меняется, и это обуславливает уменьшение контрастности спекл-структуры. На рис. 3 приведена кинетика угла раскрытия Ф широкоуглового рассеяния в направлении прошедших лучей в кристалле ПМЬОз'.Щт

Рис. 2. Картина прямого ФИРС в кристалле 1лЫЬОз:Ю1 после 15 минут освещения

Рис. 3. Зависимость от времени I угла раскрытия Ф широкоуглового рассеяния в кристалле иЫЬОз'.Ют

Ф.град 16

12

Была определена зависимость скорости раскрытия угла широкоуглового рассеяния от мощности излучения накачки. Мощность излучения лазера изменялась нейтральными калиброванными светофильтрами. В качестве характеристики скорости раскрытия выбрано время достижения ин-• . дикатрисой однородного рассеяния угла

р, «Вт 5,4 градуса (рис. 4).

' Качественно эта зависимость объясня-

0 5 10 15 20 25 ется тем, что с увеличением интенсивно-Рис. 4. Время достижения широкоугловым с™ излучения уменьшается время релак-рассеянием угла 5,4 градуса в зависимости сации т фотоиндуцированного, перене-от мощности лазерного излучения для сенного и затем захваченного ловушками ШЪОз-.1И1

500 400 -300 200 -] 00

заряда. Время т определяет скорость перекачки энергии при самодифракции лазерного пучка в фоторефрактивной среде [2]. В случае ФИРС т определяет время, за которое рассеяние достигнет максимума. Следовательно, чем меньше т, тем быстрее будет развиваться ФИРС. При достаточно малых интенсивностях накачки ФИРС не возникает даже при очень длительных экспозициях. Это свидетельствует о пороговом характере ФИРС. Вероятно, при малых интенсивностях шумовые голограммы, на которых происходит перекачка излучения в рассеянный свет, не успевают записаться. Тепловые флуктуации диэлектрической проницаемости разрушают записываемые в результате интерференции накачки и рассеянного излучения голограммы. И только при достаточно большой скорости записи этих голограмм (а соответственно большой интенсивности света) возможен режим самоусиления рассеянного излучения за счет перекачки энергии из пучка накачки.

В параграфе также приведены результаты исследования ФИРС в направле-! нии отраженных лучей в кристаллах 1лКЮ3:Ре и иМЬО^ЯЬ.

В кристалле 1лМЬ03:Ре рассеяние в направлении отраженных лучей развивается синхронно с прямым рассеянием. Постепенно происходит плавное снижение яркости рассеянного излучения, как в прямом, так и в обратном направлении. Причем для обратного рассеяния на экране становится видна область в виде восьмерки (рис. 5, а), в которой не происходит снижения яркости.

В кристалле 1л№>03:Ш1 рассеяние в направлении отраженных лучей является полностью селективным. На экране оно имеет вид системы дуг (рис. 5, б). Вся картина обратного рассеяния растет синхронно с картиной прямого рассеяния.

Существование селективного рассеяния в кристаллах 1лМ)С)3:Ре и иМЮ3:Ш1 связано с выполнением условий фазового синхронизма при векторных взаимодействиях между волнами рассеянного света и накачкой, осуществляемых на кубичной нелинейности электронного типа, характерной для легированных фоторефрактивных кристаллов [3].

В параграфе приведены результаты экспериментальных исследований влияния внутренних и внешних электрических полей на вид и кинетику ФИРС в кристаллах ниобата лития, легированных железом (степень легированности -0,05 % весовых). Локальные внутренние поля наводились предварительным освещением кристалла.

Четвертая глава посвящена исследованию процессов нестационарного энергообмена между излучением накачки и рассеянным светом. Проведен анализ экспериментально полученных временных зависимостей интенсивности ФИРС в кристаллах 1л>Лэ03:Ре и ЬГЫЬ03:Ю1. По результатам анализа определен

Рис. 5. Картина обратного рассеяния: а~ в кристалле 1лМЬ03.Ре, 6 - в кристалле 1лМЬ03:Ю1

характер зависимости фотопроводимости кристаллов 1лМЮ3:Ре и 1лМЬ03:Ш1 от интенсивности падающего излучения.

В параграфе 4.1 приводятся результаты исследования процессов нестационарного энергообмена между излучением накачки и рассеянным светом в легированных кристаллах ниобата лития при одно- и двухпучковой накачке. В рамках двухпучковой модели взаимодействия волн накачки и рассеяния [2] объясняются закономерности кинетики интенсивности ФИРС и пучка накачки, прошедшего кристалл. Обнаружена перекачка энергии при двухпучковой накачке лазерным излучением (Р\=9 мВт и Р2=40 мВт, ^=0,6328 мкм) с различными мощностями. Отмечается, что перекачка энергии рассеянного излучения может происходить из маломощного луча в более мощный. Особенностью ФИРС при двухпучковой накачке является то, что картина рассеяния развивается быстрее и достигает наибольших размеров на начальном этапе от маломощного луча. Далее, с течением времени картина рассеянного излучения от маломощного луча, достигнув максимального размера, уменьшается, а от мощного постоянно увеличивается, и в определенный момент времени они сравниваются по размерам. В итоге сечение индикатрисы рассеянного излучения от маломощного луча представляет собой пятно с круговой симметрией, а для более мощного луча наблюдается пятно, вытянутое вдоль оптической оси кристалла.

В параграфе 4.2 приведены экспериментальные результаты по исследованию кинетики ФИРС в направлении прошедших лучей в кристаллах ниобата лития, легированных железом и родием при различных интенсивностях пучка накачки. Рассмотрена методика проведения эксперимента по изучению кинетики ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития. Описывается экспериментальная установка, приводятся характеристики используемого оборудования. Исследуемые кристаллы представляют собой плоскопараллельные пластинки х-срезов толщиной 1+2 мм, оптическая ось которых параллельна входным граням. Вектор поляризации накачки и рассеянного света во всех случаях эксперимента лежал в плоскости, содержащей оптическую ось кристалла и волновой вектор накачки. В эксперименте использовался гелий-неоновый лазер на длине волны 0,6328 мкм мощностью 60 мВт. Интенсивность излучения лазера изменялась нейтральными калиброванными светофильтрами. Для проведения исследований выбраны кристаллы 1л№Ю3:Ре (0,03 вес. %), ШЪ03:Ре (0,05 вес. %) и ШЬ03:Ш1 (0,01 вес. %). Выбор легирующих примесей обусловлен следующими соображениями. Фото-рефрактивные свойства 1ЖЬ03:Ш1 мало изучены, хотя имеются данные, что примесь родия значительно повышает фоточувствительность кристаллов [4]. Для 1л№03:Ре разработаны модели, описывающие ФИРС, однако их применимость при выбранных нами условиях эксперимента требует проверки.

В параграфе приведены результаты исследования кинетики ФИРС в направлении прошедших кристалл лучей в диапазоне интенсивности излучения накачки / = 0,8+7,2 кВт/см2 на длине волны 0,6328 мкм. На рис. 6 представлены графики

экспериментально полученных зависимостей интенсивности рассеянного излучения от времени облучения для кристалла ниобата лития, легированного родием.

4 отн. ед.

Рис. 6. Кинетика интенсивности рассеяного света для различных интен-сивностей пучка накачки в кристалле 1лМЬ03:Ю1 (0,01 вес. %)

По полученным экспериментальным данным были рассчитаны и построены зависимости максимальной интенсивности ФИРС, времени достижения максимального значения интенсивности ФИРС и коэффициента преобразования ФИРС от интенсивности пучка накачки соответственно: /шк(/р) и

г|(/р). Коэффициент преобразования ФИРС г\{1р) определяется как отношение мощности рассеянного излучения к мощности накачки. Установлено, что ц(1р),

не зависит от интенсивности излучения накачки во всем выбранном диапазоне интенсивностей (рис 7). Это позволяет пренебречь при дальнейших рассуждениях величиной темновой проводимости с^ по сравнению с фотопроводимостью а., что согласуется с литературными данными [3].

Рис. 7. Зависимость коэффициента преобразования ФИРС от интенсивности

пучка накачки в кристалле 1лМЮз:Ю1 (0,01 вес. %)

В параграфе 4.3 на основе анализа временных характеристик интенсивности ФИРС проводится оценка величины фотопроводимости кристаллов, а также определяется характер зависимости фотопроводимости от интенсивности накачки.

В двухпучковом приближении ФИРС можно представить как взаимодействие пучка накачки и рассеянного света на решетках шумовых фазовых голограмм, которые записываются за счет интерференции возбуждающей световой волны (донорный пучок) и волны, рассеянной на начальных неоднородностях, всегда присутствующих в кристалле (акцепторный пучок).

Временная зависимость интенсивности акцепторного пучка в случае его пренебрежимо малой начальной интенсивности описывается выражением [2]:

Л (0 = Ъ ехр(- -)[- -1 + ехр(- -)], (1)

т т т

где т - время максвелловской релаксации, Ь - постоянная, определяющаяся интенсивностью накачки и набором характерных параметров среды (толщина нелинейного слоя, время релаксации заряда и др.).

Экспериментальные данные, представленные на рис. 6, а также аналогичные им, полученные для других исследуемых кристаллов, хорошо согласуются с зависимостью, заданной выражением (1), что свидетельствует о приемлимости приближения двухпучкового взаимодействия. Исходя из этого, была проведена оценка времени релаксации т и фотопроводимости срЬ кристаллов при разных интенсивностях пучка накачки. На рис. 8 представлены зависимости фотопроводимости от интенсивности накачки. Полученные люкс-амперные характеристики для кристаллов 1лМЬ03:Ре и 1лМЬ03:Щг имеют сверхлинейный характер и наиболее хорошо описываются квадратичной зависимостью

арИ=а'1 + вч12, (2)

где ст' ист9- коэффициенты, пропорциональные соотношению концентрации доноров и ловушек [3] (для примеси железа это -[Ре2+]/[Ре3+]). Наличие слагаемого, пропорционального квадрату интенсивности может быть объяснено существованием двух уровней захвата фотовозбужденных носителей заряда [3]. То есть, полученные люкс-амперные характеристики говорят в пользу двухцентровой модели переноса заряда в исследуемых кристаллах. Данный вывод подтверждает современные представления о процессах транспортировки заряда для кристаллов ниобата лития, легированных железом [3,4]. Поскольку

О 2 4 2 6 8

1Р, кВт/см

Рис. 8. Люкс-амперные характеристики кристаллов: 1 - ШЬ03:Ш1 (0,01 вес. %), 2 -ЬПЧЬОзРе (0,05 вес. %), 3 - УКЬОзРе (0,03 вес. %)

люкс-амперные зависимости для LiNb03:Rh имеют аналогичный вид, это указывает на то, что механизм переноса заряда в данном кристалле также описывается двухцентровой моделью.

В пятой главе рассматриваются методы цифровой обработки оптических изображений. С помощью разработанных методов строятся и анализируются угловые распределения интенсивности ФИРС в легированных кристаллах нио-бата лития при различных условиях эксперимента.

В параграфе 5.1 предлагается экспресс-метод анализа диффузных изображений с использованием в качестве микрофотометра цифровой фотокамеры. Качество ПЗС матриц в настоящее время настолько высоко, что может сравниться с разрешением сканера. Использование цифровой фотокамеры позволяет избавиться от предварительного фотографирования на пленку оптического изображения; фотокамера позволяет использовать графическую информацию сразу в цифровом формате, что в десятки раз сокращает время получения и обработки изображения.

Для анализа полученной информации требуется создание специального программного сопровождения для персонального компьютера. Программа по анализу изображения предназначена для построения графика пространственной зависимости интенсивности излучения по любым выбранным направлениям оптического изображения. Изображение с экрана фиксируется цифровой камерой и затем переносится в компьютер. Для анализа фотографии ее необходимо представить в формате BMP. Файл в данном формате представляет собой битовую матрицу (файл с расширением .bmp), которая отображает цвет каждого пикселя в изображении. Загрузив данное изображение в программу, получаем двумерный массив, каждый элемент которого представляет собой цвет соответствующей точки изображения (пикселя). Обработав информацию с помощью стандартных алгоритмов, получаем интенсивность каждой точки изображения.

Для усреднения графика расчет интенсивности можно проводить не для одной точки изображения, а для окрестности данной точки, радиус которой (окрестности) указывается. Тогда на графике в качестве интенсивности возьмем среднее арифметическое значение интенсивностей всех точек области. Усреднение необходимо для получения плавной кривой зависимости, т.к. шумы ПЗС матрицы и спекл-структура лазера дают скачки интенсивности на получаемом графике.

Предлагаемая регистрирующая система и алгоритм обработки оптической информации позволяют значительно ускорить процесс измерения степени освещенности оптических изображений, построения и анализа графиков. Для получения результата требуется относительно немного времени по сравнению с традиционными фотометрическими методами и использованием сканера в качестве микрофотометра, при этом сохраняется высокая точность определения координат точек исследуемого изображения. Методика может быть успешно применена при анализе различных диффузных изображений, например, коно-скопических фигур оптических кристаллов или картин рассеяния света.

В параграфе 5.2 излагается альтернативная методика цифровой обработки оптических изображений. Основное преимущество методики, описанной в предыдущем параграфе, заключается в быстроте обработки информации. Однако с ее помощью достаточно сложно получить двумерное распределение яркости изображения. Кроме того, в ней остается нерешенной проблема линейного отображения реального распределения яркости. С целью изучения угловой структуры фотоиндуцированного рассеяния света может быть предложен цифровой метод построения и анализа индикатрис ФИРС, отличающийся от приведенного в предыдущем параграфе. Этот модифицированный метод позволяет строить двумерные распределения яркости с реальным соотношением уровней яркости для различных точек изображения.

Особенностью цифровых камер является нелинейность отклика матрицы при регистрации изображений различной яркости. Это связано с наличием автоматической подстройки яркостных характеристик регистрируемого изображения с целью его оптимизации, а также с ограниченным динамическим диапазоном чувствительности матриц. Нами разработан метод, позволяющий получить реальные соотношения интенсивностей для различных направлений в индикатрисе ФИРС при помощи анализа цифровых фотографий.

Обработка фотографий и построение индикатрис осуществлялись с помощью персонального компьютера в стандартном математическом пакете, обеспечивающем возможности для работы с графикой. Получаемая цифровая фотография представлялась в виде информационного двумерного массива, в котором каждый элемент соответствует пикселю изображения. Индексами отдельного элемента массива являются координаты х и у соответствующего пикселя на фотографии, значением отдельного элемента массива является интенсивность/данного пикселя.

До фотосъемки исследуемых картин ФИРС нами были проанализированы цифровые фотографии лазерных пучков с известным соотношением интенсивностей, и подобран такой режим цифровой камеры, в котором имеет место наиболее близкое к истинному соотношение яркостей регистрируемых изображений. Следует отметить, что интервал интенсивностей сравниваемых пучков подбирался из диапазона интенсивностей рассеянного света при ФИРС.

Для каждой картины ФИРС в исследуемом кристалле при заданных условиях порождения рассеяния проводилась фотосъемка в выбранном режиме камеры при различных уровнях яркости изображения, регистрируемого матрицей. Это достигалось установкой перед объективом фотоаппарата калиброванных нейтральных светофильтров с различными коэффициентами пропускания. Для каждой фотографии из полученного набора вычислялось среднее значение яркости в определенной области изображения (координаты и размеры области одинаковы для всех обрабатываемых фотографий для данной картины ФИРС). С помощью полученных значений яркости и известных коэффициентов пропускания используемых светофильтров строился градуировочный график, по которому можно определить реальные отношения яркости любых пикселей

изображения, зная яркость соответствующих пикселей на фотографии, оптимизированной камерой.

В параграфе 5.3 анализируются индикатрисы ФИРС в исследуемых кристаллах в направлении прошедших и отраженных лучей при нормальном падении пучка накачки. Для построения индикатрис использовалась система координат, изображенная на рис. 9. Направ- Рпс 9 Взаимное расП0л0жение век-ление рассеянного излучения задается еле- торов кр и Е . вектор „оляриза-дующими углами: 0 - угол между выбранным ции излучения направлением рассеяния к, и оптической осью

кристалла г, ^ - угол между проекцией к5ху вектора к5 на плоскость ху и осью х.

На рис. 10 представлено распределение интенсивности прямого ФИРС в исследуемых кристаллах по углу 9 в плоскости хг в случае нормального падения пучка накачки.

/, отн ед. /, отн. ед.

200 250 -

150 200п

100 : 150 100 - Л

50 50- —^

Л

и 1 1 1 0

81 84 87 90 93 96 99 а 0, граД'

/, отн. ед.

200 -150

85 90 95 100 6 0, град.

70 90 110 130 в 9, град.

Рис. 10. Индикатрисы ФИРС в направлении прошедших лучей: а - икЮ^ЯЬ (0,01 вес. %), б- ЫЫЬОз^е (0,03 вес. %), в - УЫЬОз'.Ре (0,05 вес. %)

Для получения качественных снимков картин ФИРС лазерный пучок, прошедший кристалл, перекрывался специальным непрозрачным экраном. В области размещения экрана (88,5°<8<91,5°) наблюдается характерный «провал», описание углового распределения интенсивности ФИРС в данных направлениях представляется затруднительным. Из рис. 10 видно, что в диапазоне углов 87,5°<0<92,5° для иМЬ03:М, 85°<0<95° для ШЬ03:Ре (0,03 вес. %), 8О°<0<1ОО0 для 1лМЮ3:Ре (0,05 вес. %) интенсивность рассеянного света резко спадает, что свидетельствует о значительной угловой зависимости коэффициента усиления фоторефрактивного рассеяния в исследуемых кристаллах. В кристалле Ы>}Ь03:1111 в направлениях, составляющих угол с накачкой менее 2,5 градуса излучается до 50% энергии рассеянного света при том, что максимальные углы ФИРС составляют десятки градусов.

В параграфе 5.4 представлены индикатрисы ФИРС в исследуемых кристаллах в направлении прошедших и отраженных лучей при отличных от нуля углах падения пучка накачки. В кристалле 1лМЬ03:1111 при заданных условиях эксперимента в направлении прошедших лучей (рис. 11) наблюдается картина ФИРС в виде темных и светлых дуг, несколько искривленных в области центрального пятна. Частично, в центре дуги скрыты широкоугловым рассеянием значительной яркости. В направлении отраженных лучей наблюдается картина в виде совокупности дуг, аналогичных по форме и размерам дугам прямого ФИРС. Очевидно, яркие дуги, наблюдаемые на картинах прямого и обратного рассеяния в кристалле ПМЬ03:КЪ являются разновидностью селективного ФИРС.

Рис. 11. Индикатриса прямого ФИРС в кристалле

имюз-.къ

(0.01 вес. %), пучок накачки падает под углом 10° в плоскости, перпендикулярной оптической оси кристалла

В шестой главе проведен расчет пространственно-временных характеристик широкоуглового и селективного ФИРС в легированных кристаллах ниоба-та лития. Приводятся результаты моделирования селективного ФИРС в кристалле 1л1Ч1Ь03:Ш1 при различных углах падения пучка накачки. Предлагается модель, описывающая селективное ФИРС как результат векторного четырех-волнового взаимодействия в анизотропной среде с пространственно-неоднородным показателем преломления. С использованием данной модели осуществлен расчет углов синхронизма. Определена величина фотоиндуцированного изменения показателя преломления и фоторефрактивная чувствительность кристалла. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

В параграфе 6.1 проведен расчет индикатрисы широкоуглового ФИРС. Расчет проведен для кристаллов ниобата лития х-среза, для накачки, поляризованной в плоскости, содержащей оптическую ось кристалла. Фотоиндуцированные неоднородности диэлектрической проницаемости в области освещения кристалла представлены в виде совокупности объемных фазовых синусоидальных дифракционных решеток. То есть ФИРС интерпретируется как дифракция пуч-

ка накачки на фотоиндуцированных решетках показателя преломления. В наших расчетах предполагается, что за формирование решеток показателя преломления ответствен фотовольтаический механизм переноса заряда. В приближениях двухпучкового взаимодействия и малой дифракционной эффективности решеток угловая зависимость интенсивности ФИРС может быть выражена как

, ,г, sin4Qcos2Q

I - Sin 0COi"V|/

где JH - интенсивность накачки, 9 - угол между волновым вектором и оптической осью кристалла z, \j; - угол между проекцией волнового вектора рассеянного излучения на плоскость ху и волновым вектором накачки (накачка направлена вдоль оси*). Распределение интенсивности ФИРС, по- psi

строенное в соответствии с (3) изображено на _______4P

рис. 12. Теоретически полученный результат для i

неселективного рассеяния в кристаллах удовле- SOi > творительно согласуется с данными эксперимента j

(сравните рис. 12 с рис. 2). SOI

В параграфе 6.2 рассматривается нестацио- ^Jggj нарный энергообмен между излучением накач- ;

ки и рассеянным светом. Временные зависимо- ^(Я сти, представленные на рис. 6 объясняются на i

основе двухпучковой модели. Проводится исследование взаимодействия двух взаимокоге- рИс. 12. Расчетное распределе-рентных пучков разной интенсивности в фото- ние интенсивности фотоиндуци-рефракивной среде. Возникающая в области рованного рассеяния в перед-пересечения пучков интерференционная карти- нюю п0ЛУсФеРУ на записывает элементарную фазовую голограмму. В результате обратного воздействия голограммы на записывающие ее пучки становится возможным нестационарный энергообмен между пучками. Применение результатов, изложенных в параграфах 4.1 и 4.2, позволило рассчитать такие характеристики неселективного ФИРС, как зависимость интенсивности рассеянного излучения от времени, кинетику угла раскрытия рассеяния, зависимость скорости угла раскрытия рассеяния от интенсивности накачки. Полученные расчетные зависимости качественно описывают неселективное ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития.

В параграфе 6.3 представлены результаты моделирования селективного ФИРС и расчета углов синхронизма индикатрисы ФИРС в случае нормального падения пучка накачки на поверхность кристалла. Селективное ФИРС, наблюдаемое в кристалле LiNb03:Rh при данной геометрии эксперимента, является результатом вырожденного по частоте прямого четырехволнового взаимодействия еее-е типа на кубичной нелинейности. В одноосном отрицательном кристалле ниобата лития схема попутного трехпучкового взаимодействия осуществима в случае, если показатель преломления для волн накачки п уменьшен на

некоторую величину Апс{1) за счет фотореф-рактивного эффекта, приводящего к искажению эллипсоида показателя преломления в освещенной области кристалла (рис. 13): и = пе + ДиД/), где пс - главный показатель

преломления необыкновенной волны в отсутствие фоторефракции, I - интенсивность излучения накачки. Из законов сохранения энергии

Рис. 13. Схема попутного трехпуч- и импульса следуют выражения для частот и

кового взаимодеиствия в кристал- волновых векторов взаимодействующих волн: ле ЫЫЬОз с учетом фоторефрак-

тивного эффекта

к! +к2 = к5 + к4

(4)

Причем частоты всех волн равны; индексы 1 и 2 обозначают накачку, а 3 и 4 - рассеянный свет. Для задания направления рассеяния используется система координат, изображенная на рис. 9. Нелинейное преобразование излучения накачки при заданных условиях эксперимента осуществляется в направлениях 9 и которые связаны зависимостью:

п0\пе + Дие(/) ехр(-АЧ- - О)2 - Мм/2)]

и, + Дп (/) = -

-БШОСОБ^,

(5)

90° - 6, град.

Ч>, град

а

Рис. 14. Прямое селективное ФИРС в 1л№ЮЗ:Ю1 в случае нормального падения пучка накачки: а - расчетная кривая, б - фотография

где по - главный показатель преломления обыкновенной волны, N и М -параметры, определяющие, насколько быстро фотоиндуцированное изменение показателя преломления для рассеянного света уменьшается при отклонении волн рассеяния от направления накачки на углы 0 и у соответственно.

Экспонента в числителе имеет смысл подгоночной функции, убывающей с ростом л/2-0 и От конкретного вида этой функции конечный результат расчета слабо зависит. Результаты расчета углов синхронизма удовлетворительно согласуются с экспериментом при известных из литературы значениях п0 = 2,2967, пе = 2,2082 на д лине волны 0,6328 мкм [3]. Величина расчетного фотоинду-

цированного изменения показателя преломления Апе(1) = -4-Ю"3, фотореф-рактивная чувствительность имеет порядок 10'5 см3/Дж, что удовлетворительно согласуется с литературными данными [1].

На рис. 14, а представлена кривая, построенная по точкам с координатами у и 9, удовлетворяющими выражению (5). Учтено преломление на границе кристалл-воздух. Полученная теоретическая кривая задает совокупность направлений, для которых выполняются условия фазового синхронизма. Угловой размер и форма кривой удовлетворительно согласуются с картинами ФИРС, наблюдаемыми в поставленном эксперименте (рис. 14, б).

Наличие в картине ФИРС на рис. 14, б системы дуг может быть объяснено следующим образом. Реальный волновой фронт накачки имеет кривизну; приближенно его можно описать суперпозицией плоских волн, распространяющихся под малыми углами друг к другу и к оси л: кристалла. В результате возникают различные совокупности направлений, в которых выполняются условия фазового синхронизма, и, соответственно, различные конусы селективного рассеяния. Другое возможное объяснение - волновые векторы к3 и к4 сами могут выступать в качестве накачки, что приводит к генерации вторичных волн рассеяния в направлениях, удовлетворяющих (4).

В параграфе 6.4 приведены результаты моделирования селективного ФИРС и расчет углов синхронизма при ненулевых углах падения пучка накачки. Проводится расчет максимальных углов рассеяния в случае, когда волновые векторы накачки и рассеяния лежат в плоскости хг. На рис. 15 изображена схема попутного трехпучкового взаимодействия, соответствующая условиям проведенного эксперимента. Выражение для расчета углов синхронизма имеет вид:

■ 22 = + .....)■ (6)

К^е,+1 Ес*>е4 + 1

V по п, V"« \по

Соотношение (6) позволяет рассчитать все пары углов 03 и 84 при заданном значении угла 9 , в направлении которых выполняются условия фазового синхронизма (4) для соответствующего угла падения пучка накачки а. По найденным из (6) предельным значениям 93 и 04 может быть рассчитан угол макси-

Пе Л

Рис. 15. Схема прямого трехпучкового взаимодействия для различных углов падения накачки в плоскости х:

мального раскрытия в плоскости хг фтеор. Параметр N зависит от а , поскольку от а зависит пространственное распределение фотоиндуцированного изменения показателя преломления. На рис. 16 представлены экспериментальная и теоретическая зависимости максимальных углов раскрытия Фэксп и фтеор соответственно, от угла падения пучка накачки а.

Ф. град.

«-. град.

Рис. 16. Зависимость максимального угла раскрытия Ф селективного ФИРС в кристалле 1л№>Оз:Ш1 от угла падения пучка накачки (X (учтено преломление на границе кристалл-воздух): 1 - эксперимент, 2 - значения углов найдены с использованием формулы (6)

В параграфе содержатся результаты моделирования селективного ФИРС и расчет углов синхронизма при различных углах падения а пучка накачки в I случае, когда волновой вектор накачки лежит в плоскости ху. При такой reo- I метрии эксперимента селективное ФИРС описывается при помощи схемы ' встречного четырехпучкового взаимодействия (рис. 17). В качестве второго J вектора накачки к2 выступает луч, отразившийся от выходной грани кристалла. На экране селективное ФИРС имеет вид двух искривленных дуг, одна из ко- | торых наблюдается в направлении прошедших лучей (рис. 18, а), вторая - в направлении отраженных лучей (рис. 18, б). I

90° - 6, град. 14

а б в

Рис. 18. Селективное ФИРС в кристалле 1лЫЬОз:Ю1: а - прямое ФИРС, б - обратное ФИРС, в - расчетная кривая для направлений, удовлетворяющих условиям синхронизма

Углы синхронизма, удовлетворяющие условию (3), в направлении которых наблюдается селективное ФИРС, определяются по следующей формуле

Гп +Ап

[и„ + ДиД/Ясобу, =—-, \е - -- С05 ц/, (7)

п~

где N и Л/- параметры, имеющие тот же смысл, что и в (5).

На рис. 18, в представлена кривая, построенная по координатам (4/, 90°—0). Форма и размеры кривой хорошо согласуются с экспериментальными картинами ФИРС. На рис. 18, а и 18, б наблюдается не одиночная дуга селективного ФИРС, а множество дуг, расположенных близко друг к другу и разделенных темными областями. Как и в случае нормального падения пучка накачки (рис. 14, б), наличие системы дуг можно объяснить кривизной волнового фронта, а также многократным процессом генерации волн рассеяния, в котором накачкой являются волны к3, к4 и все последующие волны рассеяния, порожденные этим процессом.

В седьмой главе рассматриваются возможности наведения и пространственной модуляции квадратичной нелинейности в фоторефрактивной центро-симметричной среде. Анализируются особенности генерации второй гармоники в среде с периодически распределенной в пространстве квадратичной нелинейностью (на х(2'-решетке, где х<2) =

В параграфе 7.1 излагаются подходы к светоиндуцированиому формированию в фоторефрактивных материалах периодических структур, которые позволили бы осуществлять частотное преобразование оптического излучения. Общепринятой считается модель, в которой запись х<2|-решеток в волоконных световодах и объемных силикатных стеклах осуществляется за счет когерентного фотогальванического эффекта, возникающего в результате нелинейного взаимодействия волн на частоте основной и второй гармоники. В фоторефрактивных средах запись 7_(2,-решетки возможна при взаимодействии волн на частоте со. Известно, что возникающие в этом случае пространственно-периодические электрические поля не только формируют решетки показателя преломления, но и модулируют другие физические параметры среды [10].

В параграфе 7.2 проводится расчет поля второй гармоники, возникающей на решетке квадратичной нелинейности. Для определения зависимости амплитуды и фазы волны ВГ от длины нелинейного взаимодействия Ь интегрировалось бесконечно малое приращение поля второй гармоники на бесконечно тонком слое нелинейной среды

ЛЕ211~ску<2)со5[2о)1-2к1?-к2(Ь-2)]=сЬ%а1со5(2ы1-к21+Ак-). (8)

В результате интегрирования по z получаем

(9)

Е ~ -ут 2 0

sinAkL „, , , . . ,„ , г .

-sin(2at - 2k^L) + Lsin(2at - k2L)

А к

Таким образом, в приближении неистощимой накачки поле ВГ можно представить в виде суммы двух волн: свободной (с волновым числом к2, определяемым показателем преломления среды на частоте 2ю) и вынужденной (с волновым числом 2к]). Вынужденная волна непосредственно связана с волной нелинейной поляризации среды, имеющей частоту 2со и волновое число 2k¡. Отметим, что к2- 2кх = Д к.

Из (9) видно, что амплитуда вынужденной гармоники осциллирует с изменением L, в то время как амплитуда свободной гармоники линейно возрастает с увеличением L. Чтобы получить зависимость интенсивности поля ВГ от L, необходимо учесть интерференцию свободной и вынужденной гармоник:

+ " — —" + ¿2 Ln[2fi>f - <p(L)], (10)

sin AkL Ls\x\2AkL

2

(ДА:)2 Д к J

где <p(L) определяет фазу волны ВГ и имеет вид

sin AkL . „, , , . , , -sin2£,Z, + ¿sin knL

^(¿) = arctanih^Z---(11)

Ak

- eos 2 L + L eos k2 L

Таким образом, поле ВГ представляется как одна волна, фаза которой изменяется сложным образом. Множитель в (10), независящий от I, является ампли-

2

тудой Е02а суммарного поля ВГ. Интенсивность ВГ /2и - (Е02а ) :

и

2Ак 4Ак 4

График зависимости интенсивности ВГ от/, представлен на рис. 19. 1,2

(12)

0,02

0,04

0,06 £, мм

0,08

0,1

0,12

Рис.19. Изменение интенсивности ВГ в зависимости от длины нелинейного взаимодействия Ь в приближении заданного поля; к]=\О4 мм"', ¿2=2,02-104 мм"1

Решение задачи о зависимости интенсивности ВГ от длины взаимодействия излучения с хР)-решеткой с учетом истощения накачки было проведено методом решения нелинейного волнового уравнения в приближении медленно меняющихся амплитуд для каждой частотной компоненты.

В одномерном случае для изотропной диэлектрической среды нелинейное волновое уравнение имеет вид [11]

= гпл

&2 с2 д(2 с2 д(2 ' ^ ;

где Е - напряженность электрической составляющей светового поля в среде, Д,-линейная часть электрической индукции светового поля, Рт - нелинейная поляризация среды.

Зависимость интенсивности ВГ /2о от координаты г имеет вид

= (14)

2 8 Ai 4

где Iq\ ~ интенсивность накачки на входе в нелинейную среду, = —Xq2> |Ю'Ю2, A01 = I—£01, (и1, ш2> «ь «2 - частоты и показатели преломления волны накачки и ВГ соответственно). Выражение (14) при малых z (т.е. когда справедливо приближение неистощимой накачки) может быть сведено к зависимости, заданной в (12), что подтверждает вышеприведенные выводы по генерации второй гармоники на х'2)-решетке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследованы спектры пропускания кристаллов ниобата лития с добавками ЯЬ, Ре, Яи, Ее+ЯЬ и Ре+Си для световых волн обыкновенной и необыкновенной поляризации. Установлено, что анизотропия поглощения (дихроизм) легированных кристаллов ниобата лития зависит как от длины волны излучения, так и от рода примеси. В кристаллах 1лМЬ03:Ш1 поглощение о-волны значительно больше, чем для е-волны на длине волны 0,6328 мкм, что обеспечивает преимущество для взаимодействий световых волн с необыкновенной поляризацией.

2. Изучены особенности формирования изображений оптически наведенных дефектов в легированных кристаллах ниобата лития в зависимости от поляризации дефектообразующего и тестирующего излучений.

3. Получены экспериментальные данные исследования селективной по углу и неселективной компонент ФИРС в направлении прошедших и отраженных лучей в легированных и чистых кристаллах ниобата лития в зависимости от ориентации плоскости поляризации, интенсивности, длины волны и угла падения излучения накачки.

4. Установлено, что максимальный коэффициент голографического усиления ФИРС в кристаллах ЪМЬОзгРе и 1Л>№Оз:Ш1 практически не зависит от интенсивности излучения накачки в диапазоне 1-5-7 кВт/см2 на длине волны 0,6328 мкм.

5. Анализ кинетики ФИРС в легированных кристаллах позволил получить люкс-амперные характеристики для исследуемых образцов в диапазоне интенсивности накачки 1-^7 кВт/см2 на длине волны 0,6328 мкм.

6. Фотопроводимость кристалла 1лМЬ03:И1 имеет компоненту, пропорциональную квадрату интенсивности излучения. Это свидетельствует в пользу того, что в кристаллах ЫЫЬ03:Ш1 реализуется двухцентровая модель переноса фотовозбужденных носителей заряда.

7. Разработаны методики построения индикатрис ФИРС, основанные на обработке цифрового фотоизображения программными средствами. Указанные

методики позволяют исследовать угловую зависимость интенсивности рассеянного излучения.

8. В легированных кристаллах ниобата лития реализуется четырехволновое векторное взаимодействие с одинаковыми (необыкновенными) поляризациями всех взаимодействующих волн при наличии волновой расстройки. Данное взаимодействие эффективно реализуется в виде селективного по углу ФИРС егг-е типа. Выполнение условий фазового синхронизма обеспечивается неоднородностью фотоиндуцированного изменения показателя преломления в области пучка накачки и наличием у кристаллов оптической анизотропии. Теоретически полученные значения углов селективного ФИРС, согласуются с экспериментальными данными и позволяют оценить величину фоторефрактивной чувствительности легированных кристаллов ниобата лития.

9. При генерации второй гармоники в среде с записанной х<2|-решеткой амплитуда свободной гармоники линейно растет с увеличением длины нелинейного взаимодействия, а амплитуда вынужденной гармоники осциллирует в пространстве. Это обуславливает пространственные осцилляции интенсивности и фазы результирующей волны ВГ.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Solimar L., Web D.J., Grunnet-Jepsen A. The Physics and Applications of Photorefractive Materials. - Oxford: Clarendon Press, 1996. - 256 p.

2. Винецкий В.Л., Кухтарев H.B., Одулов С.Г., Соскин М.С. Динамическая самодифракция когерентных световых пучков // Успехи физических наук. -1979.-Т. 129.-Вып. 1.-С. 113-137.

3. Сидоров Н.В., Волк Т.Р., Маврин Б.Н., Калинников В.Т. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны. - М.: Наука, 2003.-255 с.

4. Buse К. Light-induced charge processes in photorefractive crystals II: Materials // Appl. Phys. - 1997. - Vol. 64. - P. 391^407.

5. Yunbo Guo, Yi Liao, Liangcai Cao, Guodong Liu, Qingsheng He and Guofan Jin. Improvement of photorefractive properties and holographic applications of lithium niobate crystal // Optics express. - 2004. - Vol. 12. No. 22. p. 5556.

6. Обуховский В.В. Процессы фоторефрактивного рассеяния света в кристаллах: Дис...докт. физ.-мат. наук: 01.04.05 - защищена 27.11.89; 0589.0002546. - Киев, 1989.-346 е.: 53 ил.-Библиогр.: С. 311-346.

7. Ellabban М.А., Mandula G., Fally M. et. al. Holographic scattering as a technique to determine the activation energy for thermal fixing in photorefractive materials //Appl. Phys. Lett. V. 78, No. 6 2001, p. 844.

8. Lobov A.I., Shur V.Ya. et al. Field Induced Evolution of Regular and Random 2D Domain Structures and Shape of Isolated Domains in LiNb03 and LiTa03 // Ferroelectrics-2006 - Vol. 341. - pp. 109-116.

9. Антонюк Б.П., Антонюк В.Б. Самоорганизация возбуждений в германо-силикатных волоконных световодах и ее роль в генерации второй гармоники // У ФН,- 2001. - т. 171.- №1С,- 61 -78.

10. Сидоров Н.В., Яничев А.Я., Чуфырев Б.Н. и др. Наведенная лазерным излучением подрешетка микро- и наноструктур в фоторефрактивном монокристалле ниобата лития // Доклады академии наук-2009-т. 428,-№ 4.- С - 492495.

11. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика - М.: Изд-во «Наука» и изд-во МГУ, 2004,- 659 с.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Максименко В.А., Строганов В.И. Особенности фазового синхронизма при генерации второй оптической гармоники на х<2)-решетке // Изв. вузов. Физика-2001-Т.44-№5-С-91-92.

2. Карпец Ю.М., Максименко В.А., Скоблецкая О.В., Строганов В.И., Сюй

A.B. Кольцевые структуры при фоторефрактивном рассеянии света в кристалле LiNb03:Fe // Оптика и спектроскопия. - 2001 - Т. 91.- № 6,- С. 907-908.

3. Карпец Ю.М., Максименко В.А. Фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах LiNb03:Rh / Оптический журнал. -2004. - Т. 71. -№9. - С- 6-7.

4. Максименко В.А., Карпец Ю.М., Строганов В.И. Селективное фотореф-рактивное рассеяние света в кристалле LiNb03:Rh / Оптика и спектроскопия. - 2004. - Т. 97. - № 4. - С. 620-623.

5. Криштоп В.В., Ефременко В.Г., Литвинова М.Н., Ли A.B., Максименко

B.А., Строганов В.И., Сюй A.B. Экспресс-анализ диффузных оптических изображений /Изв. вузов. Приборостроение-2006 -Т.49.-№8 -С.21-23.

6. Сюй A.B., Кравцова H.A., Строганов В.И., Лихтин В.В., Криштоп В.В., Максименко В.А. Поляризационный метод управления спектром пропускания плоскопараллельной кристаллической пластинки // Изв. вузов. Приборостроение. - 2006. - Т. 49. - № 12. - С. 53-55.

7. Данилова Е.В., Максименко В.А., Сюй A.B., Криштоп В.В. Анализ индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития // Изв. вузов. Приборостроение. - 2007. - Т. 50. - № 10. - С. 64-67.

8. Максименко В.А., Данилова Е.В., Сюй A.B. Определение фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития по фотоиндуцированному рассеянию света // Изв. вузов. Приборостроение. - 2007. - Т. 50. - № 9. - С. 28-30.

9. Сюй A.B., Строганов В.И., Максименко В.А., Лихтин В.В. Запись и считывание некогерентного изображения в полярных кристаллах // Изв. вузов. Приборостроение.-2007.-Т. 50,-№9.-С. 12-15.

10. Максименко В.А., Сюй A.B., Карпец Ю.М. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития. - М.: Физматлит, 2008. - 96 с. (Монография).

11. Максименко В.А. Фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах ниобата лития. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. - 2010 г. - 110 с. (Монография).

12. Karpets Yu. M., Maksimenko V.A. Photorefraction scattering in LrNb03 crystals with different alloying additives // ICONO 2001: Fundamental aspects of laser-matter interaction and physics of nanostructures / Proceedings of SPIE. -2002. -Vol. 4748.-p. 211-215.

13. Karpets Yu. M. Maksimenko V.A., Danilova E.V. Kinetics of nonselective photorefraction light scattering in LiNb03:Rh crystal // XI International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics and Atmospheric Physics: Proceedings of SPIE. - Tomsk, 2004. - Vol. 5743. - P. 262-266.

14. Maksimenko V.A., Danilova E.V., Syuy A.V. Calculation of the selective photorefraction light scattering indicatrix in Rh-doped LiNb03 crystals / Laser 0ptics'06: Wavefront Transformation and Laser Beam Control. Editor(s): Leonid N. Soms. 66130F // Proceedings of SPIE, Vol. 6613,2007.

15. Syuy A.V, Kravtsova N.I., Stroganov V.I., Lihtin V.V., Krishtop V.V., Maksimenko V.A. Peculiar properties of polarized transmission spectrums of crystal plates / Laser 0ptics'06: Wavefront Transformation and Laser Beam Control. Editors): Leonid N. Soms. 661309 //Proceedings of SPIE, Vol. 6613,2007.

16. Сюй B.A., Карпец Ю.М., Максименко В.А. Нетрадиционные коно-скопические фигуры в слаборасходящихся широкоапертурных пучках / Исследовано в России [Электронный ресурс] / Моск. физ. - техн. ин-т. - Электрон, журнал. - М., 2004. - С. 2804-2808. - Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/261.pdf

17. Максименко В.А., Сюй А.В., Карпец Ю.М., Данилова Е.В. Особенности индикатрисы фоторефрактивного рассеяния света в кристаллах LiNb03:Rh / Исследовано в России [Электронный ресурс] / Моск. физ. - техн. ин-т. - Электрон. журнал. - М., 2006. - С. 624-628. - Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/046.pdf

18. Максименко В.А. Возникновение решеток нелинейности в центросим-метричных и нецентросимметричных средах // Нелинейная оптика. Межвуз. сб. науч. тр.- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000,- С - 110-115.

19. Максименко В.А. Фазовый синхронизм для второй оптической гармоники на пространственно-распределенной квадратичной нелинейности // Бюллетень научных сообщений / Под ред. В.И. Строганова- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000,- №5.- С. 77-82.

20. Максименко В.А., Карпец Ю.М. Нестационарный энергообмен в результате фоторефрактивного рассеяния света в кристалле LiNb03:Rh / VII Всероссийская школа - семинар «Люминесценция и сопутствующие явления -«Люм-2001»»: сборник лекций и докладов / Ирк. гос. ун-т. - Иркутск, 2001. -С.46-49.

21. Максименко В.А., Строганов В.И. Генерация второй гармоники на решетке квадратичной нелинейности в условиях истощения накачки /Люминесценция и сопутствующие явления - «Люм-2001». VII Всероссийская школа - семинар: сборник лекций и докладов / Ирк. гос. ун-т. - Иркутск, 2001. -С. 98-102.

22. Максименко В.А., Карпец Ю.М., Сюй А.В., Ковалев С.А. Фотовольтаи-ческий и фоторефрактивный эффекты в легированных и нелегированных кристаллах LiNb03 // Нелинейные свойства оптических сред. Сборник трудов под ред. В.И. Строганова,- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001.- С. - 42-49.

23. Карпец Ю.М., Максименко В.А., Сетейкин А.Ю., Скоблецкая О.В., Строганов В.И., Сюй А.В. Особенности автоволнового фотоиндуцированного рассеяния света в кристалле LiNb03:Fe // Вестник Амурского государственного университета.-2001.-Вып. 15.-С. 55-56.

24. Карпец Ю.М., Максименко В.А. Виды селективного фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития / Оптические свойства конденсированных сред: сборник научных трудов / под ред. В.И. Строганова. -Дальневост. гос. ун-т путей сообщения. - Хабаровск, 2002. - С. 26-27.

25. Максименко В.А., Карпец Ю.М.Анизотропия поглощения в легированных кристаллах ниобата лития / Принципы и процессы создания неорганических материалов. Международный симпозиум: материалы симпозиума / Хабаровск: Дальнаука, 2002. - С. 65-66.

26. Карпец Ю.М., Максименко В.А. Фоторефрактивное рассеяние света в легированных кристаллах ниобата лития // Препринт ДВГУПС № 36,- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС-2002-32 с.

27. Maksimenko V.A., Karpets Yu.M. Anisotropic absorption in doped LiNb03 crystals / Монокристаллы и их применение в XXI веке - 2004. Международная конференция: материалы конференции / ВНИИСИМС. - Александров, 2004. - С. 276-279.

28. Максименко В.А. Селективное фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах ниобата лития / Наука - Хабаровскому краю: материалы VIII краевого конкурса молодых ученых. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та,

2006,-С. 156-166.

29. Максименко В.А. Генерация второй оптической гармоники на решетке квадратичной нелинейности / Наука - Хабаровскому краю: материалы IX краевого конкурса молодых ученых. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та,

2007,-С. 158-164.

30. Максименко В.А., Данилова Е.В. Селективное фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах LiNb03:Rh при различных углах падения пучка накачки / Научная сессия МИФИ-2007. Сборник научных трудов. Т. 15. Физика твердого тела. Фотоника и информационная оптика. М.: МИФИ, 2007. -С. 114-115.

31. Максименко В.А. Особенности формирования фотонаведенных дефектов в легированных кристаллах ниобата лития / «Оптика кристаллов и наноструктур» / Международная научная конференция // сборник трудов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - С. 65-67.

32. Максименко В.А., Данилова Е.В. Селективное фотоиндуцированное рассеяние света в легированных кристаллах ниобата лития / Научная сессия МИФИ / Секция «Фотоника и информационная оптика» // сборник трудов. -Москва: Изд-во МИФИ, 2009. - С. 7-8.

Максименко Виталий Александрович

ВЕКТОРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН ПРИ ФОТОИНДУЦИРОВАННОМ РАССЕЯНИИ СВЕТА В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Подписано в печать 04.05.2010. Формат 60x84'/i6. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 2,3. Усл. изд. л. 2,0. Зак. 197. Тираж 120 экз.

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

Введение

Глава 1. Взаимодействие когерентного излучения со светочувствительными средами

1.1. Фотовольтаический эффект в сегнетоэлектрических 15 кристаллах

1.2. Фоторефрактивный эффект в сегнетоэлекгриках

1.3. Процессы переноса заряда в сегнетоэлектрических 25 кристаллах

1.4. Пространственные оптические солитоны в 30 фоторефраю ивных средах

1.5. Голографическая запись в фоторефрактивных кристаллах

1.6. Природа фотоиндуцированного рассеяния света в 41 сегнетоэлектрических кристаллах

1.7. Микро- и наноразмерные периодические структуры в 58 нелинейнооптических материалах

Глава 2. Фотовольтаический эффект и оптически наведенные 68 дефекты в кристаллах ниобата лития

2.1. Оптически наведенные дефекты в легированных кристаллах 68 ниобата лития

2.2. Коноскопические картины одноосных кристаллов в 74 широкоапертурных пучках света

2.3. Спектры пропускания кристаллической пластинки

2.4. Анизотропное поглощение света в легированных кристаллах 85 ниобата лития

2.5. Фотовольтаический эффект в кристаллах ниобата лития

Глава 3. Особенности формирования картин фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития при использовании коротковолновой и длинноволновой накачки

3.1. Особенности ФИРС в кристаллах ниобата лития при 111 использовании в качестве накачки коротковолнового оптического излучения

3.2. Фотоиндуцированное рассеяние света в легированных 121 кристаллах ниобата лития при накачке гелий-неоновым лазером

Глава 4. Процессы энергообмена при фотоиндуцированном рассеянии света в легированных кристаллах ниобата лития

4.1. Перекачка энергии при ФИРС с однопучковой и 143 двухпучковой накачкой'

4.2. Кинетика фотоиндуцированного рассеяния света в 148 легированных кристаллах ниобата лития при различных интенсивностях пучка накачки

4.3. Оценка фотопроводимости кристаллов ЫМЮз Ие 160 1ЛМЬ03:Ш

Глава 6.

Глава 5. Угловое распределение интенсивности фотоиндуцированного рассеяния света. Цифровые методы обработки оптических изображений

Экспресс-анализ диффузных оптических изображений Цифровой метод анализа индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света Индикатрисы прямого и обратного ФИРС в кристаллах 1Л№>Оз:Ре и 1лМЬ03:Ш1 при нормальном падении пучка накачки

Индикатрисы прямого и обратного ФИРС в 1ЛМЬ03:Щ1 и 1ЛКЬ03: Ре при различных углах падения пучка накачки Моделирование широкоуглового и селективного по углу фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития

Расчет индикатрисы широкоуглового ФИРС в кристаллах ниобата лития

Расчет кинетики широкоуглового ФИРС в кристаллах ниобата лития

Пространственная структура селективного фотоиндуцированного рассеяния света в легированных кристаллах ниобата лития

Селективное ФИРС для ненулевых углах падения пучка накачки на кристалл

Фотоиндуцированные решетки квадратичной нелинейности и показателя преломления. Генерация второй гармоники на решетке квадратичной нелинейности

Решетки квадратичной нелинейности и показателя преломления в центросимметричиых и нецентросимметричных средах

Генерация второй гармоники на решетке квадратичной нелинейности Заключение

Взаимодействия световых волн в нелинейных средах интенсивно изучаются в течение последних десятилетий, и интерес к данной области исследований не ослабевает. Это связано с высокой научно-практической значимостью указанной тематики. Нелинейно-оптические эффекты служат основой для многочисленных методов исследования свойств конденсированных сред, их использование весьма перспективно в устройствах квантовой электроники, интегральной и волоконной оптики. Также надо отметить огромное многообразие различных видов нелинейных взаимодействий световых волн и вариантов их реализаций. Это обусловлено тем, что сами механизмы, обеспечивающие взаимодействия, весьма разнообразны, а вариантов осуществления того или иного взаимодействия, относящегося к какому-либо механизму нелинейности, как правило, очень много. Можно выделить наиболее обширные классы подобных эффектов: это многочастотные процессы (генерация гармоник, генерация суммарных и разностных частот, вынужденное комбинационное рассеяние и т.п.), и взаимодействия, ведущие к изменению волновых векторов по модулю или направлению, а также изменению поляризационного состояния волн, но без изменения частоты (т.е. вырожденные по частоте). Такого рода взаимодействия без изменения частоты могут быть обусловлены, например, тепловыми или фоторефрактивными эффектами (ФРЭ) [1-3]. Под фоторефракцией (фоторефрактивным эффектом) в рамках настоящей работы будет пониматься изменение показателя преломления вещества Дп, которое возникает из-за наведенного светом пространственного переноса заряда.

Исторически первыми были изучены скалярные взаимодействия, когда взаимодействующие волны сонаправлены и не различаются по состоянию поляризации. , Довольно много ранних работ посвящено процессам векторного взаимодействия, для случаев, когда поляризации волн различны, а волновые вектора коллинеарны. Хотя имеются работы, в которых рассматриваются некоторые частные случаи, когда и поляризация и направление волновых векторов различны [4-6], но общая картина не создана. Во многом это связано с тем, что при различии у взаимодействующих волн и поляризации и направления сложно выделить эффекты, обусловленные только неколлинеарностью волновых векторов. Детальное изучение неколлинеарного взаимодействия волн с одинаковой поляризацией важно, поскольку оно позволяет выявить особенности нелинейно-оптических явлений, обусловленные непосредственно неколлинеарностью взаимодействующих волн в тех или иных экспериментальных условиях. При этом существует проблема выявления таких условий реализации неколлинеарных взаимодействий световых волн с одинаковой поляризацией, при которых отсутствовали бы взаимодействия другого типа, а также были бы сведены к минимуму иные мешающие факторы (например, влияние тепловых эффектов). Эта проблема не решена, в первую очередь из-за отсутствия модельного объекта.

Имеются основания предполагать, что данные неколлинеарные взаимодействия с одинаковой поляризацией могут эффективно осуществляться в чистом виде в слаболегированных фоторефрактивными примесями кристаллах ниобата лития 1л"ЫЬОз при облучении их светом с подходящей длиной волны. Однако это предположение требует проверки. Необходимо также определить те примеси, легирование которыми обеспечивало бы преимущество такого взаимодействия в кристаллах 1л1МЬОз по сравнению с другими типами. Отметим, что реализуемые в кристаллах ниобата лития схемы векторных взаимодействий световых волн весьма разнообразны, они проявляют чувствительность к поляризации, длине волны и интенсивности излучения накачки. Это обусловлено тем, что кристаллы ниобата лития обладают уникальным набором электрооптических, нелинейнооптических и фотоэлектрических свойств, причем их свойствами можно управлять в широком диапазоне путем легирования различными примесями [3-5]. Учет оптической анизотропии, дихроизма, обусловленного примесным поглощением кристаллов, анализ особенностей электрооптического и фотовольтаического эффектов важны для выявления необходимых условий существования требуемого типа взаимодействия в этих кристаллах.

Эффективная реализация векторного взаимодействия в анизотропных фоторефрактивных кристаллах при использовании классических схем, когда в среде пересекаются несколько (в большинстве случаев — два) световых пучков затрудняется необходимостью подбора углов фазового синхронизма для взаимодействующих волн. Осложняющим фактором здесь является то, что в реальных кристаллах всегда имеются случайные пространственные флуктуации оптических и фотоэлектрических параметров среды, в результате чего условия синхронизма будут варьироваться при переходе от одной точки кристалла к другой. Также затрудняется подбор углов синхронизма из-за того, что пространственное распределение оптически индуцированной (в результате ФРЭ) анизотропии показателя преломления имеет сложный характер [6]. Однако данная проблема может быть решена, если требуемое взаимодействие (случай неколлинеарных волновых векторов и одинаковых поляризаций) осуществлять в виде фотоиндуцированного рассеяния света (ФИРС). ФИРС является следствием фоторефрактивного эффекта, представляя собой рассеяние когерентного оптического излучения на фотоиндуциро-ванных мелкомасштабных неоднородностях показателя преломления среды. В случае рассеяния обеспечивается широкий угловой диапазон волновых векторов взаимодействующих волн, за счет чего условия фазового синхронизма (условия усиления) реализуются автоматически для волн пересекающихся под необходимыми углами. Таким образом, исследование пространственно-угловой структуры ФИРС является эффективным способом изучения новых типов векторных взаимодействий световых волн в фоторефрактивных кристаллах.

Исследования ФИРС, ведущиеся с 60-х годов двадцатого века (и особенно интенсивно с 80-х годов), изначально шли по двум направлениям: первое - нахождение условий подавления рассеяния и второе — использование экспериментальных данных исследования ФИРС для изучения свойств фоторефрактивных кристаллов. И если для многих практических приложений первая задача решена, то второе направление дает широкое поле деятельности [7]. Так, значительный интерес представляет разработка методов определения фотопроводимости среды посредством анализа закономерностей кинетики ФИРС.

Наряду с активным исследованием вырожденных по частоте векторных взаимодействий, осуществляемых на решетках показателя преломления в фо-торефрактивных средах, в последние годы растет интерес к многочастотным процессам, реализуемым на решетках квадратичной нелинейности (например, в периодически поляризованных кристаллах ниобата лития) [8]. Это направление имеет весьма большое прикладное значение, поскольку структуры с пространственно-периодической модуляцией квадратичной нелинейности могут служить эффективными преобразователями частоты оптического излучения. С данным направлением смыкаются работы по пространственной модуляции квадратичной нелинейности и фотоиндуцированной генерации второй гармоники (ФГВГ) в силикатных стеклах [9]. Выполнение условий фазового синхронизма в данном случае имеет ряд малоизученных особенностей. Так, не вполне выяснена природа пространственных осцилляций интенсивности второй гармоники, генерируемой на решетке квадратичной нелинейности, хотя можно предположить, что она связана с волновой расстройкой между оптической второй гармоникой и волной нелинейной поляризации среды.

Надо отметить также, что фотоиндуцированная модуляция квадратичной нелинейности принципиально возможна и в сегнетоэлектрических кристаллах типа ниобата лития (за счет ФРЭ). Возможности эти изучены мало, поэтому исследование взаимодействия световых волн при наличии пространственно-периодической квадратичной нелинейности в различных светочувствительных средах представляется интересной и важной задачей.

Все изложенные выше соображения предопределили постановку задачи и выбор методов и объектов исследований в работе.

Цель работы - исследование новых реализаций векторного взаимодействия световых волн, связанных с расстройкой волновых векторов взаимодействующих волн, при фотоиндуцированном рассеянии света в кристаллах ниобата лития. Выявление особенностей генерации второй оптической гармоники в среде с пространственно-периодической квадратичной нелинейностью.

Основные задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Выявление особенностей формирования изображения оптически индуцированных дефектов в кристаллах ниобата лития, а также определение поляризационных характеристик излучения, прошедшего через область с оптическим повреждением.

2. Исследование анизотропии поглощения света в кристаллах ниобата лития с различными легирующими примесями и анализ влияния анизотропии поглощения на эффективность векторных взаимодействий световых волн различного типа в кристаллах ниобата лития.

3. Оценка влияния различных факторов (длины волны, интенсивности и поляризации падающего излучения, а также вида легирующей примеси) на процесс фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития.

4. Исследование процесса нестационарного энергообмена при векторном взаимодействии между рассеянным светом и накачкой в легированных кристаллах ниобата лития для различных интенсивностей пучка накачки.

5. Определение фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития путем анализа временных характеристик, интенсивности фотоиндуцированного рассеяния.

6. Выбор модели фотогенерации свободных носителей заряда, согласующейся с экспериментально полученными люкс-амперными характеристиками и определение основного механизма транспортировки заряда в кристаллах ниобата лития, легированных родием.

7. Разработка методик построения и анализа индикатрис ФИРС, основанных на обработке цифрового фотоизображения программными средствами. Проведение анализа угловой зависимости коэффициента усиления ФИРС и оценка применимости существующих моделей ФИРС для описания фото-индуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития.

8. Выявление закономерностей формирования индикатрисы широкоуглового ФИРС в кристаллах ниобата лития.

9. Экспериментальное исследование особенностей пространственной структуры селективного по углу ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития.

10. Разработка физико-математической модели четырехволнового взаимодействия световых волн необыкновенной поляризации (еее-е типа) для случая оптически анизотропной среды с пространственно неоднородным показателем преломления. Расчет пространственно-угловой структуры селективного по углу ФИРС еее-е типа в кристаллах ниобата лития.

11. Решение задачи о нахождении поля второй оптической гармоники, генерируемой в среде с записанной х(2)-решеткой.

Методы исследования

Для решения поставленных в работе задач применялись экспериментальные и теоретические методы. В процессе постановки и проведения эксперимента использовались фотоэлектрический, спектрофотометрический и фотографический методы, а также метод визуального наблюдения. Обработка и интерпретация результатов осуществлялись с использованием статистических методов, цифровых методов анализа изображений. При расчете фазы и интенсивности второй гармоники на х(2)-решетке применялся аналитический метод решения системы нелинейных дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными.

Научная новизна работы

1. Исследована анизотропия поглощения в легированных кристаллах 1ЛМЮз. Установлено, что от рода легирующей примеси и от длины волны света зависит как величина, так и характер анизотропии поглощения.

2. Реализовано неколлинеарное взаимодействие световых волн с одинаковой (необыкновенной) поляризацией в кристаллах ниобата лития, легированных железом и родием. Данный тип взаимодействия получен в виде селективного по углу фотоиндуцированного рассеяния света необыкновенной поляризации (еее-е типа), которое ранее в литературе на описывалось.

3. Построена модель векторного четырехволнового взаимодействия еее-е типа в анизотропной среде с оптически наведенным, пространственно неоднородным изменением показателя преломления. В рамках модели описан экспериментально обнаруженный новый вид селективного ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития.

4. Предложены цифровые методы анализа диффузных изображений, позволяющие упростить изучение пространственной структуры ФИРС. Построены индикатрисы ФИРС; выявлены закономерности угловой зависимости коэффициента преобразования ФИРС.

5. Экспериментально и теоретически исследованы индикатрисы селективного ФИРС еее-е типа в направлении прошедших и отраженных лучей в легированных кристаллах ниобата лития при различных углах падения пучка накачки.

6. Проведено экспериментальное изучение кинетики интенсивности ФИРС в кристаллах ЫМЮз^е и Ы1\[ЬОз:Ш1 при интенсивности пучка накачки, изменяющейся в диапазоне 1-^-7 кВт/см** на длине волны 0,6328 мкм. Из анализа временных характеристик интенсивности ФИРС определен характер зависимости фотопроводимости кристаллов ниобата лития, легированных родием, от интенсивности излучения накачки.

7. Установлен характер пространственной зависимости амплитуды свободной и вынужденной волн на частоте второй гармоники (ВГ), возникающих на решетке квадратичной нелинейности. Амплитуда вынужденной гармоники осциллирует с изменением длины нелинейного взаимодействия Ь, амплитуда свободной гармоники линейно возрастает с увеличением Ь. Получена пространственная зависимость фазы результирующей волны второй гармоники, генерируемой на решетке квадратичной нелинейности.

Оригинальность и новизна результатов подтверждается публикациями в ведущих отечественных физических журналах.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа автора связана с фундаментальными научно-исследовательскими темами ОАО «РЖД» «Анизотропное отражение и электрооптические свойства кристаллов» и «Фоторефрактивные свойства пироэлектрических кристаллов», выполняемыми на кафедре физики Дальневосточного государственного университета путей сообщения. Часть результатов получена при поддержке Инновационно-образовательной программы, выполняемой в ДВГУПС (2007-2008 гг.).

Практическая ценность работы

Результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы для разработки нелинейно-оптических элементов и создания на их основе новых оптических устройств обработки, передачи, записи и хранения информации. Предложен цифровой метод анализа диффузных изображений. Метод построения индикатрис ФИРС, предложенный в работе, может применяться для анализа угловых зависимостей интенсивности излучения при решении различных исследовательских и прикладных задач оптики. Предложено использовать метод анализа временных зависимостей интенсивности ФИРС для оценки величины фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Международном симпозиуме (Первые, Вторые, Третьи Самсоновские Чтения) «Принципы и процессы создания неорганических материалов», Владивосток, Хабаровск, 1998, 2002, 2006.

2. IV Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин». - Нижний Новгород, 1999.

3. III Международном студенческом конгрессе стран АТР, Владивосток, 1999.

4. «Оптика-99», «0птика-2001», «0птика-2003», «0птика-2005», межд. конф. молодых ученых и специалистов, Санкт-Петербург, 1999, 2001, 2003, 2005.

5. Международном симпозиуме «Modern problems of laser physics», Новосибирск, Россия, 2000.

6. «ICONO-2001» (XVII Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике, КИНО'01), Белоруссия, Минск, 2001.

7. X, XII, XIII Международной конференции «Laser Optics», Санкт-Петербург, 2000,2006, 2008.

8. VII Всероссийской школе-семинаре «Люминесценция и сопутствующие явления». Иркутск, 2001.

9. VII Международной конференции «Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение». Александров, 2004.

10. XI Международном симпозиуме «Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric physics», Томск, 2004.

И. II Азиатско-Тихоокеанском Конгрессе «Fundamental Problems of Optoelectronics and Microelectronics», Хабаровск, 2004.

12. Международном оптическом конгрессе «Оптика - XXI век» -Санкт-Петербург, 2004, 2008.

13. Научной сессии МИФИ-2007, МИФИ-2009, МИФИ-2010, Москва, 2007, 2009, 2010.

14. Международной конференции «Оптика кристаллов и наноструктур», Хабаровск, 2008.

15. VIII школе «Нелинейные волны», Н. Новгород, 2008.

16. XXVI Всероссийской школе по когерентной оптике и голографии, Иркутск, 2008.

Публикации и вклад автора

По теме диссертации автором опубликована 41 работа, в том числе 9 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для соискателей ученой степени доктора наук, 2 монографии, 4 статьи на английском языке в сборниках трудов SPIE. Автору принадлежит формулировка цели и постановка задач исследований, обоснование способов их осуществления, непосредственное выполнение значительной части экспериментов, основных аналитических расчетов, анализ и систематизация результатов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, содержит 272 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 270 наименований, включая работы автора.

Выводы по главе 7.

1. В центросимметричных средах возможна совместная запись и управление параметрами решеток показателя преломления и решеток квадратичной нелинейности (%{2) — решеток).

2. Установлено, что волну ВГ, возникающей на х(2) — решетке можно представить в виде двух волн - свободной и вынужденной гармоник. Причем, амплитуда вынужденной гармоники осциллирует с изменением Ь, в то время как амплитуда свободной гармоники линейно возрастает с увеличением Ъ.

3. Найдена явная зависимость фазы ВГ в периодической нелинейной среде от пути Ь, пройденного волной ВГ.

4. Установлено, что пространственная зависимость интенсивности ВГ, генерируемой на %(2) - решетке, имеет осцилляционные члены. Период осцилляций равен половине периода х(2)-решетки.

5. С истощением накачки роль пространственных осцилляций интенсивности ВГ уменьшается и зависимость интенсивности ВГ от расстояния становится такой же, как и в случае выполнения фазового синхронизма для среды с постоянной вдоль данного направления квадратичной нелинейностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненной работы:

1. Исследованы спектры пропускания кристаллов ниобата лития с добавками родия, железа, рутения, железа плюс родий и железа плюс медь для света поляризованного в плоскости, содержащей оптическую ось кристалла и в плоскости, перпендикулярной оптической оси. На полученных спектрах обнаружена и исследована анизотропия поглощения в вышеуказанных кристаллах в диапазоне 340 нм - 800 нм. Установлено, что анизотропия показателя поглощения легированных кристаллов ниобата лития, определенная как разность показателей преломления для необыкновенной и обыкновенной волн, изменяется как по величине, так и по знаку в зависимости от длины волны света и рода легирующей примеси. Установлено, что максимальная анизотропия поглощения для исследовавшихся кристаллов на длине волны 0,6328 мкм имеет место для кристалла ниобата лития, легированного родием.

2. Впервые обнаружено и исследовано фотоиндуцированное рассеяние света (ФИРС) в кристалле ниобата лития, легированного родием. Установлено, что в направлении прошедших кристалл лучей имеет место как неселективное (широкоугловое), так и селективное рассеяние. Неселективное рассеяние (вытянуто вдоль оптической оси кристалла) на экране не дает спекл-структуры, характерной для рассеянного когерентного света. Отсутствие спекл-структуры связано с уменьшением степени когерентности рассеянного света в результате хаотичных микропробоев в освещенной области.

3. Селективное рассеяние на экране наблюдается в виде нескольких дуг, находящихся выше и ниже областей неселективного рассеяния. Его наличие обусловлено выполнением условий векторного синхронизма для четырехволнового взаимодействия на кубичной нелинейности. В направлении отраженных от кристалла лучей наблюдается только селективное рассеяние. На экране оно имеет вид восьмерки, вытянутой вдоль оптической оси кристалла. Установлено, что ФИРС в кристалле ниобата лития, легированного родием является поляризационно-изотропным, т. е. происходит без поворота поляризации (рассеяние е-е типа).

4. Впервые обнаружено селективное поляризационно-изотропное фотоин-дуцированное рассеяние е-е типа на длине волны 0,6328 мкм в направлении отраженных лучей в кристалле ниобата лития, легированном железом. Это рассеяние имеет вид вытянутой вдоль оптической оси кристалла восьмерки, постепенно проявляющейся на фоне неселективного рассеяния. Данный эффект объясняется результатом интерференции рассеянного света, непосредственно отраженного от выходной грани и света, рассеянного на фотоиндуцированных неоднородностях показателя преломления при прохождении через них отраженного от выходной грани нерассеявшегося пучка накачки.

5. При облучении чистых и легированных железом кристаллов ниобата лития излучением гелий-кадмиевого лазера (длина волны 0,44 мкм) наблюдались различные нестационарные эффекты, такие как деструкция пучка накачки, возникновение конусов селективного рассеяния, которые при некоторых условиях проявляли автоколебательные свойства - периодическое возникновение и расширение наблюдаемых на экране световых колец. Данный тип рассеяния обусловлен выполнением определенных условий фазового синхронизма для рассеиваемого в кристалле излучения.

6. Изучен энергообмен между прошедшим кристалл пучком и рассеянным в переднюю полусферу излучением в кристалле ниобата лития, легированном родием. Полученные временные зависимости интенсивности накачки и рассеянного излучения позволили заключить, что основным механизмом транспортировки фотогенерированных электронов в кристалле ниобата лития, легированного родием является фотовольтаический механизм. Проведено экспериментальное изучение кинетики интенсивности фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах 1лМ)Оз:Ре и Ь1ЫЬОз:Ш1 при интенсивности пучка накачки, изменяющейся в диапазоне 1^7 кВт/см на длине волны 0,6328 мкм. Исследован характер изменения временных характеристик ФИРС в легированных кристаллах нио-бата лития при заданных условиях эксперимента. Установлено, что коэффициент усиления ФИРС в кристаллах ГлМЮз^е и ЕлМЮз:Ш1 не зависит от интенсивности излучения накачки в диапазоне 1-^7 кВт/см2 на длине волны 0,6328 мкм, что обусловлено низкой темновой проводимостью исследуемых кристаллов.

7. Проведена оценка характерного времени перераспределения фотогене-рированных носителей заряда в освещенной области кристалла и величины фотопроводимости в кристаллах Ь1НЬ03:Ре и 1лЫЬОз:К11 в диапа

•у зоне интенсивности излучения накачки 1-^7 кВт/см , рассчитаны и построены люкс-амперные характеристики. Установлено, что фотопроводимость кристаллов Ы№)С)з:Ш1 при интенсивностях излучения накачки в диапазоне 1-^7 кВт/см на длине волны 0,6328 мкм имеет квадратичную составляющую, что может быть объяснено наличием двух уровней захвата фотовозбужденных носителей заряда в кристаллах 1л№>03:Ш1.

8. Предложен новый метод построения индикатрис ФИРС в легированных кристаллах ниобата лития, основанный на обработке цифрового изображения программными средствами. Метод позволяет упростить анализ особенностей пространственной структуры ФИРС в исследуемых кристаллах за счет применения современных математических пакетов.

9. Проведено экспериментальное исследование и построены индикатрисы ФИРС в кристаллах ниобата лития, легированных железом и родием, при различных условиях порождения рассеяния. В результате анализа полученных индикатрис установлено, что в областях, близких к направлению распространения пучка накачки в исследуемых кристаллах имеет место значительная угловая зависимость коэффициента усиления ФИРС.

10. Проведен расчет индикатрисы неселективного ФИРС в кристаллах ниобата лития на основе модели самодифракции пучка накачки на фотоин-дуцированных шумовых фазовых голограммах - флуктуациях показателя преломления кристалла. В модели предполагается, что основным механизмом перераспределения пространственного заряда (поле которого и обуславливает за счет электрооптического эффекта изменения показателя преломления) является фотовольтаический механизм. На основе вышеуказанной модели проведен расчет зависимости интенсивности и угла раскрытия рассеянного излучения от времени. Объяснена и рассчитана в рамках применяемой модели зависимость скорости нарастания угла ФИРС от интенсивности накачки. Полученные расчетные зависимости качественно совпадают с экспериментальными результатами. Это подтверждает голографическую природу ФИРС и говорит в пользу того, что запись голограмм осуществляется за счет фотовольтаического эффекта.

11. Экспериментально исследовано селективное ФИРС в кристаллах ниобата лития, легированных железом и родием, в направлении прошедших и отраженных лучей для различных углов падения пучка накачки на кристаллическую пластинку. Предложена модель, описывающая возникающее в кристалле селективное ФИРС как результат вырожденного по частоте векторного четырехволнового взаимодействия еее-е типа на кубичной нелинейности. В модели предполагается, что выполнение условий фазового синхронизма для углов, в направлении которых наблюдается селективное ФИРС, обеспечивается неоднородностью фотоиндуциро-ванного изменения показателя преломления в области пучка накачки и наличием у кристаллов оптической анизотропии;

12. В рамках предложенной модели проведена оценка следующих величин: оптически наведенного изменения показателя преломления Апс(1) для пучка накачки, распространяющегося в освещенной области кристалла, и фоторефрактивной чувствительности исследуемого кристалла. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с известными из литературы значениями максимального А/?й(7) и фоторефрактивной чувствительности в легированных кристаллах ниобата лития.

13. Рассчитаны картины селективного ФИРС в кристалле ниобата лития, легированного родием, при различных ориентациях пучка накачки относительно оптической оси кристалла. Установлено, что для случаев, когда волновой вектор излучения накачки лежит в плоскости, перпендикулярной оптической оси кристалла, и составляет некоторый ненулевой угол с нормалью к кристаллической пластинке, селективное ФИРС можно описать схемой попутного трехпучкового взаимодействия. Если же волновой вектор накачки, оптическая ось кристалла и нормаль к входной грани, восстановленная из точки падения пучка накачки, лежат в одной плоскости, то селективное ФИРС описывается схемой встречного четы-рехпучкового взаимодействия.

14. В рамках предложенной модели при различных условиях порождения фотоиндуцированного рассеяния в кристалле ниобата лития, легированного родием, проведен расчет углов синхронизма, определяющих совокупность направлений, в которых имеет место нелинейное преобразование излучения накачки в энергию рассеянного света. Теоретически полученные значения углов достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными по наблюдению картин селективного ФИРС в исследуемом кристалле.

15. Установлен характер пространственной зависимости амплитуды свободной и вынужденной волн на частоте второй гармоники (ВГ), возникающих в среде с записанной х(2)~Решетк°й. Амплитуда вынужденной гармоники осциллирует с изменением длины нелинейного взаимодействия Ь, амплитуда свободной гармоники линейно возрастает с увеличением Ь. Получена пространственная зависимость фазы результирующей волны второй гармоники, генерируемой в среде с записанной п/2)-решеткой. Зависимость имеет сложный осцилляционный характер.

Рассчитана зависимость коэффициента преобразования во вторую гармонику на /^ -решетке от длины нелинейного взаимодействия в условиях истощения накачки. Установлено, что в случае малых длин нелинейного взаимодействия, когда истощением накачки можно пренебречь, интенсивность ВГ пропорциональна квадрату пройденного расстояния, и имеет при этом заметные осцилляции. Период осцилляций равен половине периода х(2)-решетки. При достаточно больших длинах нелинейного взаимодействия истощением накачки пренебречь нельзя. В этом случае роль пространственных осцилляций интенсивности ВГ уменьшается и зависимость интенсивности ВГ от расстояния становится такой же, как и в случае выполнения фазового синхронизма для среды с постоянной вдоль данного направления квадратичной нелинейностью.

От автора

Считаю своим приятным долгом поблагодарить моего учителя и научного консультанта по диссертационной работе профессора Владимира Ивановича Строганова за всестороннюю поддержку и огромную помощь в работе. Также хочу поблагодарить профессоров Юрия Михайлович Карпеца и Валерия Ивановича Иванова за внимание к работе и плодотворное обсуждение экспериментальных и теоретических результатов.

Огромное спасибо за плодотворную совместную работу моим коллегам и соавторам - Даниловой Елене Владимировне, Сюй Александру Вячеславовичу, Криштоп Виктору Владимировичу, Груше Анастасии Викторовне, Лев-ковскому Ивану Николаевичу и всем сотрудникам университета и особенно кафедры «Физика» за помощь и поддержку.

Не могу не выразить признательности Директору Естественно-научного института, профессору Мидхату Хайдаровичу Ахтямову, а также начальнику Управления аспирантуры и докторантуры доценту Олегу Львовичу Рудых за внимание, проявленное к моей работе и помощь на всех этапах ее выполнения.

И, наконец, самые теплые слова благодарности моим родителям: Максименко Алине Ивановне и Максименко Александру Ильичу, а также старшему брату Максименко Сергею Александровичу за понимание и поддержку.

1. Solimar, L. The Physics and Applications of Photorefractive Materials / L. Solimar, D.J. Web, A. Gmnnet-Jepsen. Oxford: Clarendon Press, 1996. - 4951. P

2. Винецкий, В.Л. Динамическая самодифракция когерентных световых пучков / В.Л. Винецкий, Н.В. Кухтарев, С.Г.Одулов, М.С. Соскин // Успехи физических наук. 1979. - Т. 129. - Вып. 1. - С. 113-137.

3. Сидоров, Н.В. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны / Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. М.: Наука, 2003. - 255 с.

4. Yunbo, G. Improvement of photorefractive properties and holographic applications of lithium niobate crystal / G. Yunbo, L. Yi, C. Liangcai et al. // Optics Express. 2004. Vol. 12, No. 22, P. 5556.

5. Buse, K. Light-induced charge processes in photorefractive crystals II: Materials / K. Buse // Appl. Phys. 1997. - Vol. 64. - P. 391-407.

6. Обуховский B.B. Процессы фоторефрактивного рассеяния света в кристаллах: Дис.докт. физ.-мат. наук: 01.04.05 защищена 27.11.89; 0589.0002546,-Киев, 1989,- 346 е.: 53 ил. - Библиогр.: С. 311-346.

7. Ellabban, М. A. Holographic scattering as a technique to determine the activation energy for thermal fixing in photorefractive materials / M. A. Ellabban, G. Mandula, M. Fally et. al. // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 78, No. 6., p. 844.

8. Lobov, A.I. Field Induced Evolution of Regular and Random 2D Domain Structures and Shape of Isolated Domains in LiNb03 and LiTa03 / A.I. Lobov, V.Ya. Shur et al. // Ferroelectrics.- 2006 Vol. 341,- pp. 109-116.

9. Антонюк, Б.П. Самоорганизация возбуждений в германосиликат-ных волоконных световодах и ее роль в генерации второй гармоники / Антонюк Б.П., Антонюк В.Б. // УФН.- 2001. т. 171№1С,- 61-78.

10. Ахманов- С.А. Физическая оптика / С.А. Ахманов, С.Ю. Никитин. -М.: Наука и изд-во МГУ, 2004. 659 с.

11. Сидоров, Н.В. Наведенная лазерным излучением подрешетка микро- и наноструктур в фоторефрактивном монокристалле ниобата лития /

12. Н.В. Сидоров, А.Я. Яничев, Б.Н. Чуфырев и др. // Доклады академии наук-2009,- т. 428,- № 4,- С,- 492-495.

13. Glass, A.M. Excited state polarization and bulk photovoltaic effect /

14. A.M. Glass, D. von der Linde, D.H. Auston, T. Negran // J. Electron. Mater. -1975. V. 40. - № 5. - P. 915-943.

15. Стурман, Б.И. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления / Б.И. Стурман, В.М. Фридкин. М.: Наука, 1992. - 208 с.

16. Chen, F. Discrete diffraction and spatial gap solitons in photovoltaic LiNb03 waveguide arrays / F. Chen, M. Stepic, С. E. Ruter, D. Runde, D. Kip, V. Shandarov, O. Manela, and M. Segev. // Opt. Express.- 2005,- V. 13.- P. 43144324.

17. Фридкин, В.М. Аномальный фотовольтаический эффект в сегнетоэлектриках / В.М. Фридкин, Б.Н. Попов // УФН. 1978. - Т. 124. - № 4.-С. 657-671.

18. Лазарев, В.Г. Объемный фотовольтаический эффект и нетермализованные носители. Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук /

19. B.Г.Лазарев. М.: ИКАН СССР, 1985. - 17 с.

20. Погосян, А.Р. Объемный фотовольтаический эффект и фотогальва-номагнитные явления в кристаллах иодата и ниобата лития. Автореф. дис. . канд .физ.-мат. наук / А.Р. Погосян. М.: ЖАН СССР, 1983. - 18 с.

21. Греков, А.А. Фотосегнетоэлектрические эффекты в сегнетоэлек-триках-полупроводниках типа А5В6С7 с низкотемпературными фазовыми переходами / А.А. Греков, М.А. Малицкая, В.Д. Спицина, В.М. Фридкин // Кристаллография. 1970. - Т. 15. - № 3. - С. 500-509.

22. Gunter, F. Photorefractive effects and photocurrents in KNb03 / F. Gunter, F. Mecheron // Ferroelectrics. 1978. - V. 18. - № 1. - P. 27-38.

23. Фридкин, В.М. Фотосегнетоэлектрики / В.М. Фридкин. M.: Наука, 1979.-264 с.

24. Fridkin, V.M. Investigation photovoltaic effect in KDP crystals / V.M. Fridkin, B.N. Popov, K.A. Verchovskaya // Appl. Phys. 1977. - V. 16. - P. 182291.

25. Белиничер, В.И. Фотогальванический эффект в кристаллах с по247лярной осью / В.И. Белиничер, В.К. Малиновский, Б.И. Стурман // ЖЭТФ. -1977. Т. 73. - № 8 - С. 692-699.

26. Белиничер, В.И. Пространственно осциллирующий фототок в кристаллах без центра симметрии / В.И. Белиничер // Препринт № 75, ИАиЭ СО АН СССР. Новосибирск, 1977. - 43 с.

27. Круглов, В.Г. Темные фотовольтаические пространственные соли-тоны в планарном волноводе, полученном в ниобате лития протонной имплантацией / В.Г. Круглов, В.М. ИГандаров, Я.Тан и др. Квант, электрон., 2008, вып. 38, № Ц5 С. 1045-1047.

28. Волк, Т.Р. Фотосегнетоэлектрические явления в фоторефрактивных сегнетоэлектриках. Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук. Москва: ИК РАН 1995.-32 с.

29. Белиничер, В.И. Фотоиндуцированные токи в сегнетоэлектриках /

30. B.И. Белиничер, И.Ф. Канаев, В.К. Малиновский, Б.И. Стурман // Автометрия. 1976. - Т. 4.-С. 23-28.

31. Fridkin, V.M. The possible mechanism for the bulk photovoltaic effect and optical damage in ferroelectrics / V.M. Fridkin // Appl. Phys. 1977. - V. 13. -P. 357-358.

32. Kargin, Yu.F. Growth and characterization of doped Bii2Ti02o single crystals / Yu.F. Kargin, A.V. Egorysheva, V.V. Volkov, et al. J. of Crystal Growth // 2005.-V.275.-N1-2.-P.779-784.

33. Максименко, В.А. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития / В.А. Максименко, А.В. Сюй, Ю.М. Карпец. М.: Физмат-лит, 2008. - 96 с.

34. Ashkin, A. Photorefractive effect in crystals / A. Ashkin, C.D. Boyd, T.M. Dziedzic et al. // Appl. Phys. Lett. 1966. - V. 9. - P. 72-80.

35. Chen, F.S. Light modulation and beam deflection with potassium tanta-Iat-niobate crystals / F.S. Chen, J.E. Geusic, S.K. Kurts, J.G. Skinner, S.H. Wem248pie // J. Appl. Phys. 1966. - V. 37. - № 1. - P. 388-398.

36. Shandarov, V. Discrete diffraction of light beams within photorefractive photonic lattices in lithium niobate / V. Shandarov, K.Shandarova, D. Kip. // OSA Trends in Optics and Photonics (TOPS), 2005, Vol. 99, pp. 499-504.

37. Georges, M.P. Compact and portable holographic camera using photorefractive crystals. Application in various metrological problems / M.P. Georges, V.S. Scauaire, P.C. Lemaire // Appl. Phys. В 72, 2001, pp. 761-765.

38. Liu, Jung-Ping. One-beam recording in a LiNb03 crystal / Jung-Ping Liu, Lee Hsiao-Yi, Yau Hon-Fai, Chen Yin-Zhong, Chang Chi-Ching, Cheng Sun Ching // Optics Letters, 2005, Vol. 30 Issue 3, pp.305-307.

39. Ferriere, R. Bragg mirror inscription on LiNb03 waveguides by index microstructuration / R. Ferriere, Benkelfat Badr-Eddine, J. M. Dudley, Ghoumid Kamal // Applied Optics, 2006, Vol. 45 Issue 15, pp.3553-3560.

40. Kim, Ryoung-Han; Narrowband Bragg reflectors in Ti:LiNb03 optical waveguides / Kim, Ryoung-Han; Zhang, Jun; Eknoyan, Ohannes; Taylor, Henry F; Smith, Terry L. // Applied Optics, 2006, Vol. 45 Issue 20, pp.4927-4932.

41. Wang, Xin. Influence of recording conditions on crossed-beam photorefractive gratings in doubly doped LiNb03 crystals / Xin Wang, Aimin Yan, Liren Liu et al. // Applied Optics, 2006, Vol. 45 Issue 23, pp.5942-5949.

42. Zhang, Guoquan. Characterization of Two-Color Holography Performance in Reduced LiNb03'.In / Guoquan Zhang, Steven Sunarno, Mitsunari Hoshi et al. // Applied Optics, 2001,Vol. 40 Issue 29, pp.5248-5252.

43. Liu, De'an. Nonvolatile Holograms in LiNbO3-.Fe-.Cu by Use of the Bleaching Effect / De'an Liu, Liren Liu, Changhe Zhou et al. // Applied Optics, 2002, Vol. 41, Issue 32, pp.6809-6814.

44. Guo, Yuanjun. Absorption characteristic and nonvolatile holographic recording in LiNb03:Cr:Cu crystals / Yuanjun Guo, Liren Liu, De'an Liu et al.// Applied Optics, 2005, Vol. 44 Issue 33, pp.7106-7111.

45. Gorkunov, M. V. Critical enhancement of nonlinear response in fast photorefractive crystals / M. V. Gorkunov, E. V. Podivilov, В. I. Sturman // Journal of Experimental & Theoretical Physics, 2002, Vol. 94, Issue 3, p. 470-481.

46. Мартьянов, А.Г. Взаимодействие световых волн на отражательной голографической решетке в кубических фоторефрактивных кристаллах /249

47. А.Г. Мартьянов, С.М. Шандаров, Р.В. Литвинов // ФТТ, 2002, т. 44, вып. 6, с. 1006-1010.

48. Kamshilin, A. A. Adaptive correlation filter for stabilization of interference-fiber-optic sensors / A.A. Kamshilin, T. Jaaskelainen, Yu. N. Kulchin // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. - P. 705.

49. Kamshilin, A.A. Fast adaptive interferometer with a photorefractive GaP crystal / A.A. Kamshilin, V.V. Prokofiev // Opt. Lett. 2002. - V. 27. - P. 1711.

50. Мартьянов, А.Г. Встречное двухволновое взаимодействие в кристалле Bii2Ti02o:Ca:Ga в условиях фотоиндуцированного поглощения света / А.Г. Мартьянов, Е.Ю. Агеев, С.М. Шандаров и др. // Квант, электрон., 2003, т. 33, № 3, с 226-230.

51. Romashko, R.V. Adaptive correlation filter based on dynamic reflection hologram formed in photorefractive ВмгТЮго crystal / R.V. Romashko, Yu. N. Kulchin, S.M. Shandarov et. al. // Opt. rev. 2005. - V. - 12,- P. 58.

52. Feinberg, J. Photorefractive effects end light-induced charge migration in ВаТЮз / J. Feinberg, D. Heiman, A.R. Tagnay et al. // J. Appl. Phys. 1981. -V. 52.-№ l.-P. 537.

53. Шандаров, В.М.Формирование волноводных каналов темными пространственными солитонами в планарном волноводе, оптически индуцированном в кристалле ниобата лития / В.М.Шандаров, К.В.Шандарова. // Квантовая электроника,- 2005,- Т. 35, №10.

54. Жундриков, А.В. Эффект старения протонообменных оптических волноводов на основе кристаллов ниобата лития / А.В. Жундриков, В.И. Ки-чигин, И.С. Азанова, Д.И. Шевцов, И.В. Петухов // ФТТ, 2009, том 51, вып. 7, С 91.

55. Азанова, И.С. Деформационные эффекты вН : Ti : LiNb03 монокристаллических слоях / И.С. Азанова, Д.И. Шевцов, И.Ф. Тайсин, А.Б. Во-лынцев // ФТТ, 2006, том 48, вып. 6, С. 87.

56. Сотская, Л.И. Вытекание из канальных Н : LiNb03 волноводов / Л.И. Сотская //ЖТФ, 2000, том 70, вып. 9, С. 54.

57. Коркишко, Ю.Н. Зависимости показателей преломления от концентрации протонов в Н : LiNbC>3 волноводах / Ю.Н. Коркишко, В.А. Федоров // ЖТФ, 1999, том 69, вып. 3, С. 22.

58. Lee, Y. L. haracteristics of a multi-mode interference device based on Ti:LiNb03 channel waveguide / Y. L. Lee, T. J. Eom, W. Shin et al. // Optics Express, 2009, Vol. 17 Issue 13, pp.10718-10724.

59. Chen, Yunlin. Periodically poled Ti-diffused near-stoichiometric Mg0:LiNb03 waveguide nonlinear-optic wavelength converter / Yunlin Chen, Gang Liu, Yanqing Zheng, Fan Geng // Optics Express, 2009, Vol. 17 Issue 6, pp.4834-4841.

60. Castaldini, D. High performance mode adapters based on segmented SPE:LiNb03 waveguides / D. Castaldini, P. Bassi, P. Aschieri et al. // Optics Express, 2009, Vol. 17 Issue 20, pp.17868-17873.

61. Maksimenko, V.A. Anisotropic absorption in doped LiNbOs crystals / V.A. Maksimenko, Yu.M. Karpets / Монокристаллы и их применение в XXIвеке 2004 / Международная конференция: материалы конференции // ВНИИСИМС. - Александров, 2004. - С. 276-279.

62. Малиновский, В.К. Об универсальных закономерностях динамики решетки сегнетоэлектриков / В.К. Малиновский, A.M. Пугачев, Н.В. Суровцев // ФТТ, 2009, т. 51, вып. 7, С. 67.

63. Голенищев-Кутузов, А.В. Распространение высокочастотных акустических волн через структуру ян-теллеровских ионов в ниобате лития с железом / А.В. Голенищев-Кутузов, В.А. Голенищев-Кутузов, Р.И. Кали-муллин // ФТТ, 2008, том 50, вып. 6, С. 43.

64. Евдокимов, С.В. Аномалии пироэлектрических свойств кристаллов ЫЫЬОз конгруэнтного состава / С.В. Евдокимов, Р.И. Шостак, А.В. Яценко // ФТТ, 2007, том 49, вып. 10, С. 25.

65. Евдокимов, С.В. Особенности темновой проводимости кристаллов ниобата лития конгруэнтного состава / С.В.Евдокимов, А.В. Яценко // ФТТ, 2006, том 48, вып. 2, С. 78.

66. Орлова, А.Н. Влияние гамма- и гамма-нейтронного облучения на оптические свойства монокристаллов LiNb03 / А.Н. Орлова, Б.Б. Педько,

67. A.В. Филинова, Н.Ю. Франко, А.Ю. Прохорова // ФТТ, 2006, том 48, вып. 3, С. 90.

68. Гришачев, В.В. Магнитоиндуцированные изменения фоторефрак-тивной чувствительности в ниобате лития / В.В. Гришачев // ФТТ, 2002, том 44, вып. 7, С. 44.

69. Beyer, О. Long-living currents induced by nanosecond light pulses in LiNb03 crystals / O. Beyer, C. von Korff Schmising, M. Luennemann, K. Buse,

70. B. Sturman // Optics Express, 2006, Vol. 14 Issue 4, pp.1533-1540.

71. Montes, C. Coherent signal from incoherently cw-pumped singly resonant Ti:LiNb03 integrated optical parametric oscillators / Carlos Montes, Werner Grundkotter, Hubertus Suche, Wolfgang Sohler // JOSA B, 2007, Vol. 24 Issue 11, pp.2796-2806.

72. Palatnikov, M. Research on Peculiarities of Growth Domain Structure of Doped LiNb03 Single Crystals Depending on Growth Regimes / M. Palatnikov, O. Shcherbina, I. Biryukova, N. Sidorov // Ferroelectrics. 2008. V. 374. PP. 185-193.

73. Palatnikov, M.N. Growth and concentration dependencies of rare-earth doped lithium niobate single crystals / M.N. Palatnikov, T.V. Biryukova, N.V. Si-dorov // J.Crystal Growth. V.291. 2006. P.390-397.

74. Yan, Wenbo. Photochromic effect in LiNb03: Fe :Co / WenboYan, Yangxian Li, Lihong Shi et. al. // Optics Express, 2007, Vol. 15 Issue 25, pp.17010-17018.

75. Jonston, W.D. Optical index damage in LiNb03 and other piroelectric insulators / Jonston W.D. // J. Appl. Phys. 1970. - V.41. - №8. -P.3279-3282.

76. Peithmann, K. at al. Photorefractive properties of LiNb03 crystals doped by copper diffusion / K. Peithmann et al. // Phys. Rev. B. 2000. - V. 61, № 7. -P.4615.

77. Boker, A. Hyperelasticity governs dynamic fracture at a critical length scale / A. Boker, et al. //BDS J. Phys.: Condens. Mat.- 1990,- V.2. -P. 6865.

78. Kratzig, E. Photorefractive centers in electrooptic crystals / E. Kratzig, O.F. Schirmer // Topics in Appl. Phys. V. 62. Photorefractive materials and their applications. Berlin-Heidelberg: Springer Verlag. - 1989. - P. 131-166.

79. Althoff, O. The photorefractive effect in LiNb03 at high light intensity / O. Althoff, A. Erdmann, L. Wiskott, P. Hertel // Phys. Stat. Solidi A. 1991. - V. 128.-P.K41.

80. Buse, K. Light-indused charge transport processes in photorefractive crystals T: Models and experimental methods / K. Buse // Appl. Phys. B. 1997. -В 64.-P. 273-291.

81. Buse, K. Photorefractive effect in doped PbsGe3Oii (PbixBax )5Ge30n / K. Buse, H. Hesse^ U. Stevendaal van et al. // Appl. Phys. A. 1994. - V. 59. -P. 563.

82. Кузьминов, Ю.С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития / Ю.С. Кузьминов. М.: Наука. - 1987. - 264 с.

83. Auston, D.H. Optical rectification by impurities in polar crystals / D.H. Auston, A.M. Glass, A.A. Ballman // Phys. Rev. Lett. 1977. V.28 - № 14. -P.897-900.

84. Xi Y. Polarization and depolarization behavior of hot pressed lead lanthanum zirconate titanate ceramics / Y. Xi, C. Zhili, L.E. Cross // Appl. Phys. 1983, 54, 6, 3399.

85. Levanyuk, A.P. Optical distortion in crystals / A.P. Levanyuk, V.V. Osipov// Phys. Stat. Sol. 1976. - V.35. -№ 2. - P.605-614.

86. Hovsepyan, Ruben K. Suppression of photorefraction in hafnium doped lithium niobate crystals / Ruben K. Hovsepyan, Armen R. Poghosyan, Eduard S. Vardanyan // Proc. SPIE, 2004. V. 5560. - P. 45-51.

87. Zhijie, Sun. Studies of photorefractive fields of MnO doped near stoichiometric LiNb03 crystals / Sun Zhijie, Li Hongtao, Cai Wei, Zhao Li-ancheng // Opt. Commun. 2004. - V. 242. - № 1-3, P. 253-257.

88. Johansen, P. M. Photorefractive space-charge field formation: Linear and nonlinear effects / P. M. Johansen // J. Opt. A. 2003. - V. 5. - № 6. - P. 398-415.

89. Haijun, Qiao. Ultraviolet photorefractivity features in doped lithium niobate crystals / Qiao Haijun, Xu Jingjun, Zhang Guoquan, Zhang Xinzheng, Sun Qian, Zhang Guangyin. // Phys. Rev. B. 2004. - V. 70. - № 9. - 094101/1094101/11.

90. Xiaox, Zuo. The effect of In doping on optical properties of Fe:LiNb03 crystals / Zuo Xiaox // Optik. 2005. - V. 116. - № 7. - P. 361-364.

91. Zhaopeng, Xu. Growth and photorefractive properties of In:Fe:LiNb03 crystals with various Li./[Nb] ratios / Xu Zhaopeng, Xu Shiwen, Zhang Jian, Liu Xinrong, Xu Yuheng // J. Cryst. Growth. 2005. - V. 280. - № 1-2. - P. 227233.

92. Amodei, J.J. Mechanisms photorefractive effect / J.J. Amodei, D.L. Staebler // RCA Rev. 1972. - V.33. - P.71-76.

93. Staebler, D.L. Coupled wave analysis of holographic storage in LiNb03 / D.L. Staebler, J.J. Amodei // J. Appl. Phis. - 1972. - V.43. - № 3. -P.1042-1049.

94. Glass, A.M. Excited state polarization effect in LiNb03 / A.M. Glass, D.H. Auston // Optics Comm. 1972. - V.5. - P.45-51.

95. Glass, A.M. Excited state dipole moments of impurities in piroelectrics crystals and their applications / A.M. Glass, D.H. Auston // Ferroelectrics. 1974. -V. 7.-P.187-189.

96. Winnacker, A. Two-color photorefractive effect in Mg-doped lithium niobate / Albrecht Winnacker, Roger M. Macfarlane, Fumkawa Yasunori, Kita-mura Kenji. // Appl. Opt. 2002. - V. 41. - № 23. - P. 4891-4896.

97. Чуфырев, П.Г. Спектры комбинационного рассеяния света, фото-рефрактивный эффект и структурное упорядочение монокристаллов ниобата лития разного состава: Автореф. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук / П.Г. Чуфырев; Петрозаводск, 2007. - 24 с.

98. Леванюк, А.П. К теории оптического искажения в сегнето- и пиро-электриках / А.П. Леванюк, В.В. Осипов // Изв. АН СССР: Сер. физ. 1975. - Т.39. - С.686-689.

99. Леванюк, А.П. К теории фотоиндуцированного изменения показателя преломления / А.П. Леванюк, В.В. Осипов // ФТТ. 1975. - Т.17. - № 15. - С.3595-3602.

100. Glass, A.M. High voltage bulk photovoltaic effect and photorefractive process / A.M. Glass, von der Linde D., T.J. Negran // Appl. Phys. 1974. -V.25. - № 4. - P.233-235.

101. Jazbinsek M. Reduced space-charge fields in near-stoichiometric Li-ТаОз for blue, violet, and near-ultraviolet light beams / M. Jazbinsek, M. Zgonik, S. Takekawa // Applied Physics B: Lasers and Optics, 2002, vol.75 (8), p.891-894.

102. Chiang, C.-H. Photorefractive properties of Ru doped lithium niobate crystal / C.-H. Chiang, J.-C. Chen, Y.-C. Lee, C.-H. Lin, J.-Y. Chang // Optical Materials, 2009,-Vol. 31, No. 6. P. 812-816.

103. Wenbo, Yan. Influence of composition on the photorefractive centers in pure LiNb03 at low light intensity / Yan, Wenbo; Kong, Yongfa; Shi, Lihong et. al. // Applied Optics, 2006, Vol. 45 Issue 11, pp.2453-2458.

104. Ю2.Буримов, Н.И. Структура упругих и электрических полей, возникающих вблизи границы кристалла LiNbOs при фотогальваническом механизме записи фоторефрактивных решеток / Н.И. Буримов, С.М. Шандаров // ФТТ. 2006. - Т. 48. - № 3. - С. 491-496.

105. Jermann, F. Light-induced charge transport in LiNb03:Fe at high light intensity / F. Jermann, J. Often // JOS A B. -1993. 10. - P.2085-2092.

106. Лайнс, М. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы / М. Л айне, A.M. Глас. -М.: Мир, 1981.-736 с.

107. Kratzig, Е. Photorefractive centers in electrooptic crystals / E. Kratzig, O.F. Schirmer // Topics in Appl. Phys. V. 62. Photorefractive materials and their applications. Berlin-Heidelberg: Springer Verlag. - 1989. - P. 131-166.

108. Petrov, V. Precise subnanometer control of the position of a macro object by light pressure / V. Petrov, J. Hahn, J. Petter et al. // Opt. Lett. 2005. V. 30. № P. 3138.

109. Goering, R. Electrooptic and Magnetooptic Materials IT / R. Goering, A. Rasch, W. Karthe // SPIE Proc. V. 1274. - 1990. - P. 18.

110. Fumkawa Y. Photorefraction in LiNb03 as a function of Li./[Nb] and MgO concentrations / Y. Furukawa, K. Kitamura, S. Takekawa // Applied Physics Letters, 2000. vol.77 (16), p.2494-2496.

111. Jariego, F. Theoretical modeling of the fixing and developing of holographic gratings in LiNb03 / F. Jariego, F. Agullo-Lopez // Appl. Opt. 1991-30.-4615.

112. Statman, D. Signature of memory for photorefractive two beam coupling: computational and experimental results / D. Statman, G. Lombardi, C. James, C. Gilbreath// Opt. Commun, 1998, Vol: 151, No: 1-3, P. 1124.

113. Strohkendl, F. P. Hole-Electron Competition in Photorefractive Gratings /F. P. Strohkendl, J.M.C. Jonathan, R.W. Hellwarth // Opt. Lett. 1986. - V. 11.-P. 312.

114. Gunther, H. / Two-Color Holography in Reduced Near-Stoichiometric Lithium Niobate H. Gunther, R. Macfarlane, Y. Furukawa, K. Kitamura // Appl. Opt. 1998,37,7611-7623.

115. Yariv, A. Holographic Storage Dynamics in Lithium Niobate: Theory and Experiment / A. Yariv, S. S. Orlov, and G. A. Rakuljic // J. Opt. Soc. Amer. 1996, В 13,2513-2523.

116. Lines M.E. Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials / M.E Lines, A.M. Glass // Oxford University Press, 2001, 564 P.

117. Максименко, В.А. Фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах ниобата лития / В.А. Максименко. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. -2010 г.-110 с.

118. Максименко, В.А. Определение фотопроводимости легированных кристаллов ниобата лития по фотоиндуцированному рассеянию света / В.А. Максименко, Е.В. Данилова, А.В. Сюй // Изв. вузов. Приборостроение. -2007. Т. 50. - № 9. - С. 28-30.

119. Vito va Т. X-ray absorption spectroscopy study of valence and site occupation of copper in LiNb03:Cu T. Vitova, J. Hormes, K. Peitmann T. Woike // Phys. Rev. В 77,2008, pp. 144103.

120. Ахмедиев, H.H. Солитоны / H.H. Ахмедиев, А. Анкевич. M.: ФИЗМАТЛИТ, 2003,- 304 c.

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

122. Кившарь, Ю.С. Оптические солитоны. От волоконных световодов до фотонных кристаллов / Ю.С. Кившарь, Г.П. Агравал. М.: ФИЗМАТЛИТ. - 2005. - 648 с.

123. Christian, J.M. Helmholtz Solitons in Power-Law Optical Materials / J.M. Christian, G.S. McDonald, P. Chamorro-Posada, R.J. Potton // Phys. Rev. A 76, 2007. Art no 033834.

124. Kos, K. One-dimensional steady-state photorefractive screening solitons / K. Kos, H. Meng, G. Salamo et al. // Phys. Rev. E. 1996. - V53. - R4330.257

125. Iturbe-Castillo, M.D. Experimental evidence of modulation instability in a photorefractive Bii2Ti02o crystal / M.D. Iturbe-Castillo, M. Torres-Cisneros, J.J. Sanchez-Mondragon et al. // Opt. Lett. 1995. - V.20. - P.l 853.

126. Sanchez-Curto, J. Snell's law for bright and dark Kerr solitons / J. Sanchez-Curto, P. Chamorro-Posada, G.S. McDonald // CLEO/Intern Quant Electr Conf (IQEC), Munich, Germany, June, 2007

127. Tao, Song. Observation of composite gap solitons in optically induced nonlinear lattices in LiNb03:Fe crystal / Song Tao, Liu Si Min, Guo Ru et al. // Optics Express, 2006, Vol. 14 Issue 5, pp. 1924-1932.

128. Максименко, В.А. Особенности формирования фотонаведенных дефектов в легированных кристаллах ниобата лития / «Оптика кристаллов и наноструктур» / Международная научная конференция // сборник трудов: -Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. С. 65-67.

129. Сюй, А.В. Запись и считывание некогерентного изображения в полярных кристаллах / А.В. Сюй, В.И. Строганов, В.А. Максименко, В.В. Лих-тин // Изв. вузов. Приборостроение. 2007. - Т. 50. - № 9. - С. 12-15.

130. Ромашко, Р.В. Адаптивный-спекл-интерферометр на основе фото-рефрактивной отражательной голограммы / Р.В. Ромашко, С.М. Шандаров, Ю.Н. Кульчин и др. // Известия РАН. Серия физическая, 2005, т. 69, № 8, с. 1143 1145.

131. Канаев, И.Ф. Узкополосные голографические интерференционные фильтры на основе LiNb03 / И.Ф. Канаев, В.К. Малиновский, Н.В. Суровцев // ФТТ. 2000,- Т.42- С. 2079.

132. Дмитриев, В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта / В.Г. Дмитриев М.: Физматлит, 2003. - 256 с.

133. Одулов, С.Г. Лазеры на динамических решетках / С.Г. Одулов, М.Н. Соскин, А.И. Хижняк. -М.: Наука. 1990. - 272 с.

134. Карпец, Ю.М. Фоторефрактивное рассеяние света в легированных кристаллах ниобата лития / Ю.М. Карпец, В.А. Максименко // Препринт ДВГУПС № 36,- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС.-2002.-32 с.

135. Сюй, A.B. Влияние электрических полей на процессы фоторефрак-тивного рассеяния света в кристаллах ниобата лития / А.В. Сюй, В.В. Строганов, В.В. Лихтин, В.А. Максименко // Бюллетень научных сообщений №12. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. - С. 47-50.

136. Левковский, И.Н. Механизмы оптической записи в фоторефрак-тивных кристаллах / И.Н. Левковский, В.А. Максименко // Бюллетень научных сообщений № 12 под ред. В.И. Строганова. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007,- С. 12-15.

137. Данилова, Е.В. Фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах LiNb03:Fe, LiNb03:Rli / Е.В. Данилова, В.А. Максименко // Бюллетень научных сообщений № 9 / Под ред. В.И. Строганова. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. - С. 59-62.

138. Mart'yanov, A. G. Interaction of Light Waves on a Reflecting Holographic Grating in Cubic Photorefractive Crystals / A. G. Mart'yanov, S. M. Shandarov, R. V. Litvinov II Physics of the Solid State; 2002, Vol. 44 Issue 6, p 1050.

139. Обуховский, В.В. Объемный заряд в сегнетоэлектриках как меха259низм фотоиндуцированного рассеяния света / В.В.Обуховский, А.В. Стоянов //ФТТ. 1987. -Т.29.-№ 10.-С. 2919-2926.

140. Петров, М.П. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике /М.П.Петров, С.И.Степанов, А.В. Хоменко. СПб.: Наука, 1992. - 320 с.

141. Korneev, N. Current anisotropy influence on beam self-focusing in photorefractive materials / N. Korneev // Journal of Modern Optics, 2001, Vol. 48 Issue 5, P. 751.

142. Sturman, В. I. Vectorial Wave Interaction in Cubic Photorefractive Crystals / В. I. Sturman, E. V. Podivilov, V. P. Kamenov, E. Nippolainen, A. A. Kamshilin // Journal of Experimental & Theoretical Physics; 2001, Vol. 92 Issue 1, pl08-123.

143. Прудковский, П.А. Избирательная анизотропная дифракция на шумовых голографических решетках в танталате лития / П.А. Прудковский, О.В. Скугаревский // Оптика и спектроскопия, т.82, №3, с.503-507, 1997.

144. Пенин, А.Н. Трехволновое смешение при стационарном параметрическом рассеянии голографического типа: точное решение с учетом истощения накачки / А.Н. Пенин, П.А. Прудковский, О.В. Скугаревский // Вестник МГУ (сер. физ.), 1998,-№5, с.38-41.

145. Пенин, А.Н. Нелинейный отклик фоторефрактивных танталата и ниобата лития на звуковых частотах / А.Н. Пенин, П.А. Прудковский, О.В. Скугаревский//ЖЭТФ, 1997,т.112, в.Ю, с.1490-1498.

146. Степанов, С.И. Дифракция света с поворотом плоскости поляризации на объемных голограммах в электрооптических кристаллах / С.И. Степанов, М.П. Петров, А.А. Камшилин // ПЖТФ. 1977. - Т. 3. - № 7. - С. 849-854.

147. Прудковский, П.А. Нестационарный отклик фоторефрактивных танталата и ниобата лития на немаксвелловских временах / П.А. Прудковский, О.В. Скугаревский // Известия РАН, сер. физ., 1999, т.63, №4, с.748-751.

148. Lam, J.F. Spectral response of nearly degenerate four-wave mixing in photorefractive materials / J.F. Lam // Appl. Phys. Lett. 1983. - V. 42. - № 2. -P. 155- 157.

149. Fisher, В. Solvable optimized four-wave mixing configuration with cubic photorefractive crystals / B. Fisher, Sh. Weiss // Appl. Phys. Lett. 1988. - V. 53,-№4.-P. 257-259.

150. Kanaev, I.F. Investigation on photoinduced scattering in LiNbCb crystals / I.F. Kanaev, V.K. Malinovski, B.I. Sturman // Opt. Comm. 1980. - V. 34. - № 1. - P.95-100.

151. Magnusson, R. Laser scattering induced holograms in LiNbOs/ R. Mag-nusson, T. Gay lord // Appl. Opt. 1974. - V.13. - № 7. - P.l 545-1548.

152. Goulkov, M. Temperature study of photoinduced wide-angle scattering in cerium-doped strontium barium niobate / M. Goulkov, M. Imlau, R. Pankrath et al. // J. Opt. Soc. Am. B. Vol. 20, No. 2. 2003. P. 307

153. Авакян, Э.М. Поляризационно-анизотропное светоиндуцированное рассеяние в кристаллах LiNbO;,:Fe / Э.М. Авакян, К.Г. Белабаев, С.Г. Одулов // ФТТ. 1983. -Т.25. - В.11. - С.3274-3281.

154. Лемешко, В.В. Особенности фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук / В.В. Лемшко; КГУ. Киев, 1989. - 17 с.

155. Обуховский, В.В. Четырехволновое кросс-рассеяние света в кристаллах / В.В. Обуховский, В.В. Лемешко // ПЖТФ. 1986. - Т.12. - № 16. -С.961-966.

156. Обуховский, В.В. Четырехволновое кросс-рассеяние света-в кристаллах ниобата лития / В.В. Обуховский, В.В. Лемешко // Укр. физ. журн. -1987. -Т.32. -№ 11. -С.1663-1668.

157. Киселева, И.Н. Фотоиндуцированная дисперсия света в кристаллах при бигармонической накачке / И.Н. Киселева, С.Г. Одулов, О.И. Олейник,

158. B.В. Обуховский. // Укр. физич. журнал. 1986. - Т.31. - № 11. - С.1682-1686.

159. Карпец, Ю.М. Фоторефрактивные эффекты в кристаллах ниобата лития / Ю.М. Карпец, А.И. Илларионов // Люминесценция и сопутствующие явления: Труды школы-семинара. Иркутск: 1997, ИГУ.-С. 152-158.

160. Лемешко, В.В. Домены в фотовозбужденном LiNb03:Fe / В.В. Лемешко, В.В. Обуховский // ФТТ. 1988. - Т.ЗО. - № 6. - С.1614-1618.

161. Батанова, Н.Л. Роль ян-теллеровских ионов в оптическом формировании доменов в ниобате лития / Н.Л. Батанова и др. // ФТТ 2006 - Т. 48,-Вып. 11.- С.2017-2021.

162. Обуховский, В.В. Автоволны фотоиндуцированного рассеяния света / В.В. Обуховский, В.В. Лемешко // ПЖТФ. 1985. - Т.П. - № 22.1. C.1389-1393.

163. Карпец, Ю.М. Кольцевые структуры при фоторефрактивном рассеянии света в кристалле LiNb03:Fe / Ю.М. Карпец, В.А. Максименко, О.В.262

164. Скоблецкая, В.И. Строганов, A.B. Сюй // Оптика и спектроскопия. 2001. -Т. 91.-№6. -С,-971-972.

165. Карпец, Ю.М. Особенности автоволнового фотоиндуцированного рассеяния света в кристалле LiNb03:Fe / Карпец Ю.М., Максименко В.А., Сетейкин А.Ю. и др. // Вестник Амурского государственного университета. -2001. Вып. 15.-С. 55-56.

166. Карпец, Ю.М. Фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах LiNb03:Rh / IO.Mi Карпец, В.А. Максименко // Оптический журнал. 2004. -Т. 71.-№9.-С,- 6-7.

167. Данилова, Е.В. Особенности формирования картин селективного фотоиндуцированного рассеяния света в кристалле LiNb03:Rh /263

168. Е.В.Данилова, В.А. Максименко / Оптика конденсированных сред: сборник научных трудов // Под ред. В.И. Строганова. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006.-С. 25-31.

169. Максименко, В.А. Селективное фотоиндуцированное рассеяние света в кристаллах ниобата лития / В.А. Максименко // Наука Хабаровскому краю: материалы VIII краевого конкурса молодых ученых. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2006 - С. 156-166.

170. Севостьянов, О.Г. Фоторефрактивный эффект в нестехиометрич-ных кристаллах ниобата лития и оптических волноводах на их основе / О.Г. Севостьянов / Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук // Кемеровский госуниверситет. 2006. - 23 с.

171. Guibaly, F. Optically induced light scattering and beam distortion in iron-doped lithium niobate / F. Guibaly, L. Young // Ferroelectrics.- 1983 V. 46,-p. 201-208.

172. Зельдович, Б.Я. Обращение волнового фронта / Б.Я. Зельдович, Н.Ф Пилипецкий., В.В. Шкунов.- М.: Наука, 1985. 247 с.

173. Зельдович, Б.Я. Спеклон / Б.Я.Зельдович, В.В. Шкунов // Изв. АН СССР. сер. физ. - 1984. - Т. 48,- № 8. - С. 1545 - 1556.

174. Ильиных, П.Н. Запись нестационарной спекл-картины: простейшая схема синхронизации / П.Н. Ильиных // Письма в ЖТФ,- 1996 т. 22 в. 17, с.24-27.

175. Ильиных, П.Н. Голографическая запись спекл-пучков за счет механизма синхронного детектирования / П.Н. Ильиных // Труды конференции "Прикладная оптика-96", С-Петербург, 1996, с.249.

176. Авакян, Э.М. Наблюдение спонтанного электрического пробоя в сегнетоэлектрических кристаллах ниобата и танталата лития /Э.М. Авакян, К.Г. Белабаев, В.Х. Саркисов // Кристаллография 1976.-Т. 21, № 6. - с. 1214-1215.

177. Марков, В.Б. Запись фазовых голограмм в кристаллах ниобата лития / В.Б.Марков, С.Г.Одулов, М.С. Соскин // В кн. Регистрирующие среды для голографии-Ленинград.: Наука, 1975, с. 127-134.

178. Augustov, P.A. Surface recombination and photorefiaction in LiNb03:Fe crystals / P.A. Augustov, K.K. Shvarts // Appl. Phys.- 1979,- V.18, №2.-p. 399-401.

179. Волк, T.P. Электрические поля при фоторефракции в кристаллах LiNb03:Fe / Т.Р.Волк, А.В.Гинзбург, В.И.Ковалевич, Л.А. Шувалов // Известия АН СССР, сер. физ. 1977. - Т. 41, № 4. - с. 783-787.

180. Вартанян, Э.С. О поверхностном характере скачков наведенного изменения показателя преломления в ниобате лития / Э.С. Вартанян, Р.К. Овсепян // Квантовая электроника. 1979. - Т. 6. - № 11. - С.2455-2456.265

181. Карпец, Ю.М. Спекл-структура излучения, рассеянного фотореф-рактивным кристаллом / Ю.М.Карпец, В.И.Строганов, Н.В.Марченков, А.В. Емельяненко // Оптика и спектроскопия. 1989. Т. 67. №3. С. 982-985.

182. Данилова, Е.В. Анализ индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития / Е.В.Данилова, В.А.Максименко,

183. A.В. Сюй, В.В. Криштоп // Изв. вузов. Приборостроение. 2007. - Т. 50. -№ 10.-С. 64-67.

184. Криштоп, В.В. Экспресс-анализ диффузных оптических изображений / В.В. Криштоп, В.Г. Ефременко, М.Н.Литвинова, А.В.Ли,

185. B.А.Максименко, В.И.Строганов, А.В. Сюй // Изв. вузов. Приборострое-ние.-2006 Т.49.-№8- С.21-23.

186. Maksimenko, V.A. Calculation of the photorefraction light scattering indicatrix in LiNb03 crystals / V.A. Maksimenko, Yu.M. Karpets, E.V. Danilova / APCOM 2004: proceedings of the International Conference. - Khabarovsk: DVGUPS, 2004. - P. 392 - 394.

187. Прудковский, П.А. Пространственно-временная самоорганизация при двухволновом смешении в фоторефрактивной среде / П.А. Прудков-ский // Письма в ЖЭТФ, 2003, т.77, в.7, с.421-425.

188. Морозовская, A.H. Динамическое гало-рассеяние в фоторефрак-тивных кристаллах / А.Н. Морозовская, В.В. Обуховский // Оптика и спектроскопия,- 2002. Т. 92, № 5, С. 839.

189. Carracosa, M. Long-Lifetime photorefractive holographic devices via thermal fixing methods / M. Carracosa, J. M. Cabrera, F. Agullo-Lopez // Topics Appl. Phys. 2003. - V.86 - P.91-110.

190. Kitaeva, G.Kh. Reduction-induced polarons and optical response of Mg-doped LiNbCb crystals // G.Kh Kitaeva, K.A. Kuznetsov, V.F. Morozova, I.I. Naumova // Applied Physics B, 2004, V. 78, P. 759.

191. Оура, К. Введение в физику поверхности / К. Оура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин, А.В. Зотов, М. Катаяма.-М. : Наука, 2006. 490 с.

192. Евланова, Н.Ф. Периодическая доменная структура в кристаллах LiNb03 : Y, выращиваемых методом Чохральского / Н.Ф. Евланова, И.И. Наумова, Т.О. Чаплина, C.B. Лаврищев, С.А. Блохин // ФТТ, 2000, том 42, вып. 9, С. 75.

193. Шур, В.Я. Кинетика доменов при создании периодической доменной структуры в ниобате лития / В.Я. Шур, Е.Л. Румянцев, Р.Г. Бачко // ФТТ, 1999, том 41, вып. 10, С. 67.

194. Shi, Jianhong; Wang, Jinghe; Chen, Lijun; Chen, Xianfeng; Xia, YuxVing. Tunable Sole-type filter in periodically poled LiNb03 by UV-light illumination // Optics Express, 2006. Vol. 14 Issue 13, pp.6279-6284.

195. Ying, Y. J.; Valdivia, С. E.; Sones, C. L.; Eason, R. W.; Mailis, S. Latent light-assisted poling of LiNb03 // Optics Express, 2009. Vol. 17 Issue 21, pp.18681-18692.

196. Restoin, Christine; Darraud-Taupiac, Claire; Decossas et. al. Electron-Beam Poling on Ti:LiNb03 Applied Optics, 2001. Vol. 40. Issue 33, pp.60566061.

197. Shishkin, E. I. Local Study of Polarization Reversal Kinetics in Ferroelectric Crystals Using Scanning Probe Microscopy / E. I. Shishkin, A. A. Ievlev, E. V. Nikolaeva et. al. // Ferroelectrics, 2008. Vol. 374, pp. 26-32.

198. Фрегатов, С.О. Локальное переключение поляризации в кристаллах LiNb03 / Фрегатов С.О., Шерман А.Б. // Письма а ЖЭТФ, 1997,- т. 23.-№ 11.-С. 54-58.

199. Шур, В.Я. Переключение поляризации в гетерофазных наноструктурах: релаксаторная PZLT керамика / Шур В.Я., Ломакин Г .Г., Румянцев Е.Л.// ФТТ, 2005, Т. 47, вып. 7, С. 1293-1297.

200. Бушуев, В.А. Влияние дифракционных эффектов на усиление генерации второй гармоники в одномерных фотонных кристаллах / Бушуев В.А., Манцызов Б.И., Прямиков А.Д. // Перспективные материалы. №5 -2001.- С.-5-11.

201. Osterberg, U. Dye laser pumped by Nd:YAG laser pulses frequency doubled in a glass optical fiber / Osterberg U., Margulis W. // Optics Letters.-1986.-V. 11.-N 8-P. 516-518.

202. Farries, M. C. Second-harmonic generation in an optical fiber by self-written x(2)-grating / Farries M. C., Rassel P. St., J., Fermann M. E., Payne D.N. // Electron. Lett, 1987. V. 23. N 7. P. 322-324.

203. Stolen, R.H. Self-organized phase-matched harmonic generation in optical fibers / Stolen R.H., Tom H.W.K. II Optics Letters.- 1987,- V. 12,-N 8.- P. 585-587.

204. Дианов, E.M. Механизм возникновения эффективной фотоиндуци-рованной ГВГ в волоконных световодах / Дианов Е.М., Казанский П.Г., Степанов Д.Ю.// Квантовая электроника.-1990 Т. 17.- № 7 - С. 926-927.2681.t

205. Дианов, Е.М. К вопросу о фотоиндуцированной ГВГ в оптических волокнах / Дианов Е.М., Казанский П.Г., Степанов Д.Ю. // Квантовая электроника.- 1989. -Т. 16.-№ 5,- С. 887-888.

206. Зельдович, Б.Я. Наведенные решетки в стеклах / Зельдович Б.Я., Капицкий Ю.Е. // Квантовая электроника - 1990 - Т. 17,- № 7.- С. 947948.

207. Баранова, Н.Б. Расширение голографии на многочастотные поля / Баранова Н.Б., Зельдович Б.Я. // Письма в ЖЭТФ,- 1987,- Т. 45,- В. 12-С.562-565.

208. Зельдович, Б.Я. Запись и считывание двух различных х(2) голограмм в одном маломодовом волоконном световоде / Зельдович Б.Я., Капицкий Ю.Е., Чуриков В.М.// Оптика и спектроскопия 1991- Т. 70 - В. 2,-С. 479-481.

209. Соколов, В.О., Сулимов, В.Б. // Известия АН СССР. Серия физическая,- 1990,- Т.54 №12,- С.2313-2322.

210. Валеев, А.И. Одновременная запись и считывание х(2)голограмм в стеклах / Валеев А.И., Чуриков В.М. // Письма в ЖТФ,- 1997,- Т.23,- №. 1-С.46-51.

211. Балакирев, М.К. Наблюдение эффекта самодифракции и решеток показателя преломления в стекле / Балакирев М.К., Смирнов В.А. // Письма в ЖЭТФ,- 1995,- Т.61.-№7- С. 537-540.

212. Балакирев, М.К. Светоэлектрическая неустойчивость в оксидном стекле / Балакирев М.К., Вострикова Л.И., Смирнов В.А. // Письма в ЖЭТФ,- 1997,- Т.66 В.12 - С.771-776.

213. Балакирев, М.К. Релаксация оптической плотности стекла, промо-дулированной бихроматическим излучением / Балакирев М.К., Вострикова Л.И., Смирнов В.А., Энтин М.В. // Письма в ЖЭТФ.- 1996,- Т.63,- В.З.-С.166-170.

214. Максименко, В.А. Фотоиндуцированная генерация второй гармоники в стеклянных оптических волокнах / В.А. Максименко // Нелинейная оптика. Межвуз. сб. науч. тр.- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000- С 4751.

215. Максименко, В.А. Фазовый синхронизм для второй оптической гармоники на пространственно-распределенной квадратичной нелинейности // Бюллетень научных сообщений / Под ред. В.И. Строганова Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000,- №5,- С. 77-82.

216. Максименко, В.А. Особенности фазового синхронизма при генерации второй оптической гармоники на х(2)-решетке / Максименко В.А., Строганов В.И. // Изв. вузов. Физика 2001 - Т.44 - №5- С.- 91-92.

217. Максименко, В.А. Генерация второй оптической гармоники на решетке квадратичной нелинейности / Максименко В.А. // Наука Хабаровскому краю: материалы IX краевого конкурса молодых ученых. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007- С. 158-164.

218. Максименко, B.A. Возникновение решеток нелинейности в цен-тросимметричных и нецентросимметричных средах // Нелинейная оптика. Межвуз. сб. науч. тр.- Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000,- С. 110-115.

219. Максименко, В.А. О формировании решеток квадратичной нелинейности в фоторефрактивных кристаллах // Бюлл. научных сообщений ДВГУПС № 15 под ред. В.И. Строганова. 2010. С. 54-59.

220. Бережной, А.А. Индуцированная оптическая анизотропия в фоторефрактивных кристаллах // Оптический журнал. 1995. - № 1. - С.6-23.

221. Christian, J.M., McDonald G.S., Chamorro-Posada P., Potton R.J. // PHYSICAL REVIEW A 76, 2007, Art. no 033834.

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

223. Чупрунов, Е.В. Кристаллография / Е.В. Чупрунов, А.Ф. Хохлов, М.А.Фаддеев. М.: Физматлит, 2000. - 257 с.

224. Ландсберг, Г.С. Оптика / Г.С. Ландсберг М.: Физматлит, 2003848 с.

225. Кычкин, И.С. Основы волновой и квантовой оптики / Кычкин И.С., Суздалов И.И.- М.: Высшая шк., 2005. 316 с.

226. Криштоп, В.В. Определение оптической неоднородности кристаллов по последовательности коноскопических фигур / В.В. Криштоп, М.Н. Литвинова, А.В. Сюй и др. // Оптический журнал. 2006. - Т. 73. - № 12. -С. 84-86.

227. Сюй, А.В. Интерференционно-поляризационные характеристики излучения, прошедшего кристаллические пластинки / А.В. Сюй. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. - 99 с.

228. Дикарева Р.П. Введение в кристаллофизику / Р.П. Дикарева. Новосибирск.: Изд-во НГТУ, 2006. - 239 с.

229. Белинский, А.В. Регулярные и квазирегулярные спектры в разупо-рядоченных слоистых структурах / А.В. Белинский // УФН. 1995. - Т. 165. - № 6. - С. 691-702.

230. Гершун, А.А. Избранные труды по фотометрии и светотехнике / А.А. Гершун М.: Наука, 1958.

231. KonnikM.V., ManykinE.A., Starikov S.N. Optical-digital correlator with increased dynamic range using spatially varying pixels exposure technique -Optical Memory and Neural Networks (Information Optics), vol.18, No.2, 2009, p.61-71.

232. Gundersen, S. A Commercial Scanner Applied as a Microdensitometer for Gas Electron-Diffraction Photographic Plates / S.Gundersen, T.G. Strand // J. Appl. Cryst. 1996. Vol. 29. P. 638.

233. Атавин, Е.Г. Анализ метрологических характеристик сканера как микрофотометра / Е.Г. Атавин // Приборы и техника эксперимента. 2003, №4. С. 58-62.

234. Пикуль, О.Ю. Особенности оптической системы для наблюдения коноскопических фигур больших размеров / О.Ю. Пикуль, JT.B. Алексеева, И.В. Повх и др. // Изв. вузов. Приборостроение. 2004. Т.47, №12. С. 53-55.

235. Сивухин, Д.В. Общий курс физики / Д.В. Сивухин. М.: Физмат-лит, МФТИ, 2002. - T. IV. Оптика. - 792 с.

236. Gunter, P. Photorefractive materials and their applications 2. Materials / P. Gunter, J.-P. Huignard // Springer Science + Busyness Media LLC, 2007. -640 p.