Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка):
350
6т,нпа
ГО2
ю1
10° , ,
1,0 1,1 1,2 l.dTIO'^H'1 10' 10г F,МГц
Рис. 16.12. Температурная зависимость предела текучести кристаллов парателлурита [20] при сжатии по осям:
О - [001]; ? -[100]; А -[110]; 9 -45° к плоскости (001)
Рис. 16.13. Частотные зависимости затухания звука в парателлурите [20]:
О- кристалл после выращивания; Ф - кристалл после пластической деформации
ляющего затухание по механизмам Гранато - Люке или Бордони. Предполагается [20], что в кристаллах ТеСЬ дислокации влияют на параметры, от которых зависит затухание упругих волн из-за их взаимодействия с фононным спектром кристалла, в частности, затухание по механизму Ахиезера. Присутствие дислокации, как и других дефектов, усиливает энгармонизм колебаний кристаллической решетки, увеличивая теплопроводность и константу Грюнайзена, что и приводит к возрастанию затухания.
16.3.4. Применение ТеСЬ в акусгооптических приборах
Для создания АО приборов на парателлурите особый интерес представляет дифракция света на медленной акустической сдвиговой волне, распространяющейся в плоскости (001) с направлением К [ 1 10] и поляризацией S [1 10]. Эта волна имеет скорость V = 0,62-105 см/с, и соответствующая ей величина акустического качества для световых волн с направлением волнового вектора, близким к [001], составляет Мг = (700...800)-10~18 с3/г, т.е. более чем в 500 раз превосходит Mi плавленого кварца. В то же время малая скорость поперечной волны (К [TlO], S [ПО]) ограничивает полосу пропускания устройств и не позволяет использовать эту волну для обработки СВЧ сигналов. По-
351
coot]
toon s
Рис. 16.14. Схема АО элемента дефлектора на парателлурнте:
а - с неаксиальной геометрией; б - схема двухфононной дифракции вблизи центральной частоты
toon этому для СВЧ дефлекторов предпочти-
тельнее анизотропное АО взаимодействие на акустических волнах, распространяющихся вдоль [001] со скоростью V -=2,08-105 см/с.
Акустооптические дефлекторы, предложенные в [12, 21], описаны в [22]. Акустическая волна, создавая упругую деформацию j4, через упруго оптический коэффициент />44 меняет показатель преломления для световых волн с k [ 1 10] и поляризацией ?[110]. Векторная диаграмма АО взаимодействия, предложенная в Рис. 16.15. Векторная диаграмма [32], показана на рис. 16.14. дефлектора на парателлурнте с Эта диаграмма ИЛЛЮСТрИруеТ част-
неакснальной геометрией и от- ~ ~ «
клонением К от направления [110] СЛуЧЗИ аНИЗОТрОПНОИ ДИфраКЦИИ,
обсуждавшийся в п. 14.2 (рис. 16.15). Центральная частота для такого взаимодействия определяется, как
2
п} |. Преимуществом дефлектора, работающего вблизи
F*, является то, что при относительно небольшой расходимости акустического луча А9а можно получить значительные отклонения дифрагированного оптического луча А9о. Недостатком схемы, показанной на рис. 16.14, является глубокий провал частотной характеристики дефлектора вблизи центральной частоты F* из-за возможности
352
[1101
Рис. 16.16. Схема элемента дефлектора на парателлурите с неаксиальной геометрией [22]: 1 - прошедший свет; 2 - дифрагированный свет; 3 - пьезопреобразователь; 4 - поглотитель звука
двухфононного взаимодейст- 10011
вия (см. рис. 16.14, б). Увод К от направления [110] и к от оптической оси (см. рис. 16.15) позволяет устранить этот дефект [21].
На рис. 16.16 и 16.17 показана АО ячейка, в которой реализована схема дифракции, приведенная на рис. 16.16.
Такой дефлектор на парателлурите позволяет обеспечить отклонение излучения He-Ne лазера, используя акустические частоты в интервале F =
= 47...97 МГц . Наклон акустического луча (51,3 град) обусловлен сильной акустической анизотропией парателлурнта. Угол акустической расходимости составляет 6 град. Более подробно характеристики этого дефлектора рассмотрены в [22].
Парателлуриг перспективен для создания АО фильтров. Высокий коэффициент АО качества парателлурнта позволяет, отказавшись от коллинеарности групповых скоростей, сохранить достаточно высокую эффективность дифракции [23]. Направление звуковой волны выбирается так, чтобы касательные к поверхностям волновых векторов начальной к и дифрагированной к\ волн были параллельны. В этом случае небольшие изменения направления к не приводят к изменению условий сохранения импульса. Схема такого фильтра, приведенная в [22], показана на рис. 16.17. Волновой вектор звуковой волны, распространяющейся в плоскости (110) и поляризованной по
12 - 368 353
Рис. 16.17. Векторная диаграмма н схема элемента фильтра на парателлурите
направлению [1 10], составляет угол 10 град с осью [110]. Отклонение акустического луча на 64,3 град от направления [110] определяется акустической анизотропией парателлурита. Изменение акустической частоты от 100 до 180 МГц обеспечивает перестройку в интервале длин волн 0,7...0,45 мкм.
Достоинствами фильтра на парателлурите являются:
1) низкая управляющая мощность (95 % прозрачности обеспечивается при 0,12 Вт);
2) относительно широкая угловая апертура (±7 град);
3) возможность обойтись без анализатора, так как падающий и дифрагированный лучи составляют друг с другом некоторый угол и их можно развести.
