Фоторефрактивный эффект в нестехиометричных кристаллах ниобата лития и оптических волноводах на их основе
Диссертация
Сформулирован принцип тестирования оптического качества монокристаллов LiNb03 для технических приложений, основанный на определении в исследуемой серии образцов минимального порогового значения интенсивности вводимого излучения J (, при которой зависимость светоиндуцированного изменения показателя преломления от отношения/ меняет направление с ростом интенсивности J тестирующего излучения… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ
- И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
- ГЛАВА 1. ФОТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ. МЕХАНИЗМЫ, КОНЦЕПЦИИ И МОДЕЛИ
- ГЛАВА 2. ФОТОРЕФРАКЦИЯ В ОБЪЕМНЫХ НЕЛЕГИРОВАННЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
- 2. 1. Влияние собственных дефектов на светоиндуцированное изменение показателя преломления в нестехиометричных кристаллах ниобата лития
- 2. 2. Фотолюминесценция в нестехиометричных кристаллах LiNb
- ГЛАВА 3. ФОТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИ НЕОДНОРОДНОМ ВНЕШНЕМ НАГРЕВЕ НЕСТЕХИОМЕТРИЧНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НИОБАТА ЛИТИЯ
- 3. 1. Фоторефрактивный отклик кристаллов LiNb03 в присутствие внешнего стационарного градиента температуры
- 3. 2. Термическая фиксация фазовых микроголограмм в нелегированных кристаллах LiNb03 в условиях неоднородного нагрева
- ГЛАВА 4. ФОТОРЕФРАКЦИЯ В НОВЫХ ТИПАХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ НА КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
- 4. 1. Фоторефрактивная запись в Ы№>Оз волноводах, создаваемых в комбинированной технике ионного обмена и ионной имплантации
- 4. 2. Фотохромные фоторефрактивные протонзамещенные планарные волноводы в ниобате лития
Список литературы
- Sevostyanov, О. G. Light induced changes of photorefraction in nonstoichiometric lithium niobate / S.M. Kostritskii, O.G. Sevostyanov // Abstract book of Vl-th International Topical Meeting NOLPC. Ai-Danil (UA), 1995. -V.6.-P. 5−7.
- Sevostyanov, O. G. Influence of intrinsic concentration on light induced changes of photorefractivity in LiNb03 / S.M. Kostritskii, O.G. Sevostyanov // Proc. ECAPD-3. Bled (Slovenia), -1996. — Mo-Po 11−18.
- Sevostyanov, 0. G. Light-induced photorefraction changes in nonstoichiometric LiNb03 crystals / S.M. Kostritskii, O. G. Sevostyanov // Proc. SPIE.- 1996.- V.2795.- P. 191−202.
- Севостьянов, О. Г. Фоторефрактивный эффект в нестехиометричных кристаллах ниобата лития / С. М. Кострицкий, О. Г. Севостьянов // Сб. «7 Международный семинар по физике сегнетоэлектриков-полупроводников». -Ростов-на-Дону: РГПУ. 1996. — С. 17−18.
- Sevostyanov, О. G. Influence of intrinsic defects on light-induced changes in the refractive index of lithium niobate / S. M. Kostritskii, O. G. Sevostyanov // Appl.Phys.B. 1997.-V.65. — P. 527−533.
- Севостьянов, О. Г. Фоторефрактивный эффект в нестехиометричных кристаллах ниобата лития / С. М. Кострицкий, О. Г. Севостьянов // ФХП-7. -Т.2. Кемерово: Кузбассвузиздат. — 1998. — С. 158−159.
- Sevostyanov, 0. G. Composition dependence of photorefractive effect in nominally pure LiNb03 crystals / S. M. Kostritskii, O. G. Sevostyanov // Radiat.Eff.&Def.in Solids. 1999. — V.150. -P. 315−320.
- Севостьянов, О. Г. Фоторефрактивные LiNb03 волноводы, изготовленные комбинированным методом ионного обмена и ионной имплантации / С. М. Кострицкий, О. Г. Севостьянов, П. Моретти // ФХП-8. Т.1. -Кемерово: Кузбассвузиздат. — 2001 — С. 170−171.
- Budapest, Hungary. 2001. — P. PII.
- Sevostyanov, O. G. Optimization of photorefractive LiNb03 waveguides fabricated by combined techniques of ion exchange and implantation / S. M. Kostritskii, O. G. Sevostyanov, P. Moretti // Optical Materials. 2001.- V. 18. — P. 78−81.
- Севостьянов, О. Г. Определение параметров легированных протонзамещенных волноводов / С. С. Николаев, О. Г. Севостьянов, С. М. Кострицкий // ФХП-9.-Т.2. Кемерово: Кузбассвузиздат. — 2004- С. 75−76.
- Севостьянов, О. Г. Термическая фиксация фазовых голограмм в номинально чистых кристаллах ниобата лития / О. Г. Севостьянов, С. М. Кострицкий // ФХП-9.-Т.1. Кемерово: Кузбассвузиздат. — 2004 — С. 217.
- Ashkin, A. Optically-induced refractive index inhomogeneities in LiNb03 and LiTa03 / A. Ashkin, G. D. Boyd, J. M. Dziedzic, R. G. Smith, A. A. Ballman, J. J. Levinstein, and K. Nassau // Applied Physics Letters. 1966. — V.9. — Issue 1-P. 72−74
- Kip D. Photorefractive waveguides in oxide crystals: fabrication, properties, and applications//Appl. Phys. В 67. 1998,-P. 131−150
- Петров М.П., Степанов С. И., Хоменко A.B. Фоточувствительные электрооптические среды в голографии и обработке информации. Л.: Наука.- 1983.-270 с.
- Петров М.П., Степанов С. И., Хоменко А. В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. Спб.: Наука. — 1992. — 320 с.
- Gunter P., Huignard J.P. Photorefractive materials and their applications I. Fundamental phenomena Heidelberg.:Springer Verlag. — 1988. — 314p.
- Gunter P., Huignard J.P. Photorefractive materials and their applications II. Applications Heidelberg.:Springer Verlag — 1989. — 278p.
- Сидоров H.B., Волк T.P., Маврин Б. Н., Калинников В. Т. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны, -М.: Наука, 2003.-255 с.
- Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением М.:Наука. — 1982. — 400 с.
- Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики-М.:МИСИС. 2000. — 432 с.
- Buse К. Light induced charge transport processes in photorefractive crystals
- Models and experimental methods // Applied Physics B. 1997 — V.64-P. 273−291
- Buse K. Light induced charge transport processes in photorefractive crystals1. Materials //Applied Physics B. 1997.- V.64.-P. 391−407
- Лайнс M., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы -М., Мир.- 1981.-736 с.
- Стурман Б.И., Фридкин В. М. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления. М.:Наука. — 1992.-208 с.
- Chen F. S. Optically Induced Change of Refractive Indices in LiNb03 and LiTa03// Journal of Applied Physics. 1969.- V.40 — Iss. 8. — P. 33 893 396
- Кузьминов, Ю.С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития М.: Наука. — 1987. — 264 с.
- Simon М., Jermann F. and Kratzig Е. Photorefractive effects in LiNb03: Fe, Me at high light intensities// Optical Materials 1995.-V.4- Iss. 2−3. — P. 286−289
- Jermann F., Kratzig E. Charge transport processes in LiNb03: Fe at high intensity laser pulses // J. Appl. Phys. 1992 — A 55.- P. 114−118.
- Schirmer O. F., Thiemann 0., Wohlecke M. Defects in LiNb03 I. Experimental aspects // J. Phys. Chem. Solids. — 1991.-V. 52. — N 1. — P. 185−200.
- Donnerberg H.J., Tomlinson S.M., Catlow C. R. A., Schrimer O. F. Computer simulation studies of intrinsic defects in LiNb03 crystals // Physical Review B. -1989. -V. 40. — P. 909−916.
- Jermann F, Simon M, Bower R, Kratzig E, Schirmer OF Light-induced absorption changes in reduced lithium niobate // Ferroelectrics 1995 — 165. -P. 319−327.
- Buse K., Jermann F., Kratzig E. Infrared holographic recording in LiNb03: Cu // J. Appl. Phys. 1994. — A 58, — P. 191−195.
- Buse K., Kratzig E. Two-Step Processes and IR Recording in Photorefractive Crystals // Topics Appl. Phys. 2003. — V.86.- P.23−39
- Jermann Frank. Photorefraktive Effekte in LiNb03 bei hohen Lichtintensitaeten dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften — Osnabraeck- 1994. — 125 p.
- Chen C.T., Kim D. M., von der Linde D. Efficient hologram recording in LiNb03: Fe using optical pulses// Appl. Phys. Lett. -1979. V. 34. — Iss.5. -P. 321−324
- Jermann F., Kratzig E. Charge transport processes in LiNb03: Fe at high intensity laser pulses // J. Appl. Phys. 1992.- A 55. — P. 114−118.
- Jermann F, Otten J. Light-induced charge transport in LiNb03: Fe at high light intensity// JOSA B. 1993. — 10. — P. 2085−2092.
- Althoff Olaf, Kraetzig Eckhard. Strong light-induced refractive index changes in LiNb03//Proc. SPIE. 1990.-V. 1273.-P. 12−19
- Wen Jin-ke, Wang Liang, Tang Yan-sheng, and Wang Hua-fu Enhanced resistance to photorefraction and photovoltaic effect in Li-rich LiNb03: Mg crystals// Applied Physics Letters. 1988.- V. 53. — Iss. 4. — P. 260−261
- Кострицкий С. M., Канаев И. Ф., Малиновский В. К., Новомлинцев А. В., Пугачев А. М. Светоиндуцированные давления и фотовольтаический эффект в кристаллах ниобата лития // Изв. РАН: Сер. Физическая. 1995. — т. 59, С. 41−47.
- Кузьминов Ю. С., Осико В. В. Нарушение стехиометрии в кристаллах ниобата лития // Кристаллография. 1994. — т. 39.-№ 3- С. 530−531.
- Jermann F., Simon М., Bower R., Kratzig E., Schirmer O. F. Light-induced absorption changes in reduced lithium niobate // Ferroelectrics. 1995- V. 165,-P. 319−325.
- Nippus M, Claus R: The influence of photorefractive index change on Raman scattering intensities in LiNb03// Z. Naturforschung. 1978 — 33a. -S. 924−933.
- Simon M., Jermann F. and Kratzig E. Light-induced absorption changes in iron-doped LiNb03 // Optical Materials. 1994.- V. 3.- Iss. 4.- P. 243−250
- Simon M., Jermann F., Kratzig E. Intrinsic photorefractive centers in LiNb03: Fe // J. Appl. Phys. 1995.-B 61.- P. 89−93.
- Garcia-Cabanes A., Cabrera J. M. Spectral dependence of photovoltaic currents in non-congruent LiNb03 // J. Phys.: Condens. Matter. 1993. -N 5.-P. 2267−2276.
- Jermann F., Simon M., Kratzig E. Photorefractive properties of congruent and stoichiometric lithium niobate at high light intensities // JOS A B. 1995 -V. 12.-Iss. 11.-P. 2066
- Kitamura K., Furukawa Y., Ji Y., Zgonik M., Medrano C., Montemezzani G., and Gunter P. Photorefractive effect in LiNb03 crystals enhanced stoichiometry control // Journal of Applied Physics V. 82. -Iss. 3. — 1997-P. 1006- 1009
- Holtmann F., Imbrock J., Baumer C., Hesse H., Kratzig E., Kip D. Photorefractive properties of undoped lithium tantalate crystals in dependence of composition // J. Appl. Phys D. 2004. — 96. — P. 7455— 7463.
- Simon M, Wevering S, Buse K, Kratzig E: The bulk photovoltaic effect of photorefractive LiNb03: Fe at high light intensities. J Phys D: Appl Phys. -1997.-V.30.-P. 144−149.
- Kitaeva G.K., Kuznetsov K.A., Morozova V.F., Naumova I.I., Penin A.N., Shepelev A.V., Viskovatich A.V., Zhigunov D.M. Reduction-induced polarons and optical response of Mg-doped LiNb03 crystals// Appl Phys B-2004.-V.78. -P. 759−764.
- Hesselink L., Orlov S., Liu A., Akella A., Lande D., Neurgaonkar R.R. Photorefractive materials for nonvolatile volume holographic data storage// Science.- 1998-V.282.-P. 1089−1094.
- Guenther H., Macfarlane R., Furukawa Y., Kitamura K., Neurgaonkar R.R. Two-color holography in reduced near-stoichiometric lithium niobate // Appl Opt. 1998. — V.37. P. 7611−7623.
- Yakovlev V.Y., Kabanova E.V., Veber Т., Paufler P. Short-lived color and luminescence centers in LiNb03 // Phys. Sol. State. 2001, — V.43- P. 1580−1585.
- Zhang Y., Guilbert L., Bourson P. Characterization of Ti: LiNb03 waveguides by micro-Raman and luminescence spectroscopy // Appl Phys В.-2004, — V. 78.-P. 355−361.
- Malovichko G.I., Grachev V.G., Yurchenko L.P., Proshko V.Y., Kokanyan E.P., Gabrielyan V.T.: Improvement of LiNb03 microstructure by crystal growth with potassium // Phys. Stat. Sol. (a) 1992.- V.133: K29-K33.
- Kitamura K., Yamamoto J.K., Iyi N., Kimura S., Hayashi Т.: Stoichiometric LiNb03 single-crystal growth by double crucible Czochralski method using automatic powder supply-system. J. Cryst. Growth. 1992 — V.116. -P. 327−335.
- Kostritskii S. M, Sevostyanov O. G.: Influence of intrinsic defects on light-induced changes in the refractive index of lithium niobate // Appl. Phys. B. -1997.-V. 65.-P. 527−533.
- Berben D., Buse K., Wevering S., Herth P., Imlau M., Woike T. Lifetime of small polarons in iron-doped lithium-niobate crystals // J. Appl. Phys. -2000- V.87.-P.1034−1041.
- Beyer O., Maxein D., Woike Т., Buse K. Generation of small bound polarons in lithium niobate crystals on the subpicosecond time scale // Appl. Phys. B. -2006.-V. 83.-P. 527−530.
- Wevering S., Imbrock J., Kratzig E.: Relaxation of light-induced absorption changes in photorefractive lithium tantalate crystals // J. Opt. Soc. Am. B. 2001.-V.18.-P. 472−478.
- Carson A., Anderson M.E.: Two-photon absorption and blue-light-induced red absorption in LiTa03 waveguides // J. Opt. Soc. Am. B. 2006 — V. 23-P. 1129−1136.
- Yariv A., Orlov S., Rakuljic G. Holografic storage dynamic in lithium niobate: theory and experiment // J. Opt. Soc. Am. B. 1996 — V. 13 — N. 11.-P. 2513−2523.
- Amodei J., Staebier D. Holographic pattern fixing in electro-optic crystals // Appl.Phys.Lett. -1971.- 18.-P.540−544
- Amodei J., Phillips W., Staebier D. Improved electrooptic materials and fixing techniques for holographic recording // Applied Optics. 1972.-V. 11.-N.2.-P. 390−396.
- Arizmendi L., Townsend P., Carrascosa M., Baquedano J., Cabrera J. Photorefractive fixing and related thermal effects in LiNb03 // J. Phys.: Condens. Matter.- 1991.-N. 3.-P. 5399−5406.
- Meyer W., Wurfel P., Munser R., Muller-Vogt G. Kinetics of fixation of phase holograms in LiNb03 // Phys. Stat. Sol.- 1979.-N.53.-P. 171−180.
- 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
- Nee I., Mtiller M., Buse K. Development of thermally fixed photorefractive holograms without light // Appl. Phys. B. 2001.- V.72, P.195−200
- Eggert H. A., Hecking В., and Buse K., Electrical fixing in near-stoichiometric lithium niobate crystals // Opt. Lett 2004 — V.29.- P.2476−2478.
- Eggert Helge A., Kalkum Felix, Hecking Benedikt, and Buse Karsten Optimization of electrical fixing in near-stoichiometric iron-doped lithium niobate crystals// J. Opt. Soc. Am. B. 2005.- V. 22.-N. 12.- P. 2553−2559
- Buse K., Breer S., Peithmann K., Kapphan S., Gao M., and Kratzig E., Origin of thermal fixing in photorefractive lithium niobate crystals // Phys. Rev. B.- 1996- V.56- P. 1225−1235.
- Nee I., Buse K., Havermeyer F., Rupp R. A., Fally M., May R. P. Neutron diffraction from thermally fixed gratings in photorefractive lithium niobate crystals // Phys. Rev. B. V.60. — R 9896-R9899
- Hukriede J., Runde D. and Kip D. Fabrication and application of holographic Bragg gratings in lithium niobate channel waveguides // J.Phys.D:Appl.Phys- 2003.-V.36, — R1-R16
- Hukriede Joerg. Photorefractive Streifenwellenleiter in Lithiumniobate als integriert optische Wellenlaengenfilter fuer infrarotes Licht dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften -Osnabrueck-2001.- 121 p.
- Nee, M. Muller, K. Buse and E. Kraetzig Role of iron in lithium niobate crystals for the dark-storage time of holograms// J.Appl.Phys-2000. -V. 88. -4282
- Buse Karsten, Conferences messages
- Carracosa M., Agullo-Lopez F. Theoretical modeling of the fixing and developing of hologram gratings in LiNb03 // JOSA B. 1990 — V.7.- P. 2317−2322
- Shur V. Ya., Rumyantsev E. L., Nikolaeva E. V., Shishkin E. I., Batchko R. G., Miller G. D., Fejer M. M., Byer R. L. Micro- and Nanoscale Domain Engineering in Lithium Niobate and Lithium Tantalate// Proc. SPIE 2000 -Vol. 3992, P. 143−154
- Nakamura K., Kurz J., Parameswaran K., and Fejer M. M. Periodic poling of magnesium-oxide-doped lithium niobate// J. Appl. Phys. 2002.- V. 91.-P. 4528−4534.
- Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов B.A., Калимуллин Р. И. Индуцированные доменные структуры в электро- и магнито-упорядоченных веществах. М.:Физматлит. — 2003- 136 с.
- Dierolf V. and Sandmann C., Direct-write method for domain inversion patterns in LiNb03// Appl. Phys. Lett. 2004.- V. 84- P. 3987−3989
- Kip Detlef and Wesner Monika Photorefractive Waveguides // In book: Photorefractive Materials and their Applications/ Ed. Gunter P. 2005 -chap.10 -P.289−316
- Тамир Т. Интегральная оптика. М.: Мир — 1978 — 344 с.
- Muller R., Arizmendi L., Carrascosa M., Cabrera J. M. Determination of H concentration in LiNb03 by photorefractive fixing // Appl. Phys. Lett-1992.-Vol. 60,-P. 3212−3214.
- Infrared Holography for Optical Communications, edited by P. Boffi, D. Piccinin, and M. C. Ubaldi New York: Springer — 2003. — 181 p.
- Kostritskii S.M., Kip D. Holographic recording in planar Cu: H:LiTa03 waveguides// Phys.Stat.Sol. (a).- 1998.-, V.169, N. l, P.171−180.
- Kostritskii S.M., Moretti P. Photorefractive LiNb03 waveguides fabricated by He-implantation and copper exchange// Appl.Phys. В.- 1999.-V.68-P. 767−776.
- Glazov G., Itkin I., Shandarov V., Shandarov E., Shandarov S. Planar hologram gratings in photorefractive waveguides in LiNb03 // J. Opt. Soc. Am. В.- 1990. V.7. -N.12. -P.2279−2288.
- Becker Ch., Greiner A., Oesselke Th., Pape A., Sohler W., and Suche H., Integrated optical Ti: Er:LiNb03 distributed Bragg reflector laser with a fixed photorefractive grating // Opt. Lett.- 1998 V.23.-P. 1194−1196.
- Kostritskii, S. M. Photoinduced light scattering in the copper-doped Lii xHxNb03 photorefractive waveguides/ Kostritskii S. M., Kolesnikov О. M. //J. Opt. Soc. Am. В-1994 V. 11.- N.9.- P. 1674−1682.
- Кострицкий C.M., Бородин Ю. В., Верещегин В. И., Колесников О. М., Сергеев А. Н., Сутулин С. Н. Способ легирования монокристаллов литийсодержащих оксидных соединений медью. А.с. № 1 762 597. С 30 В 31/04, 29/30 от 15 мая 1992 г.
- Korkishko, Yu, N. Ion exchange in single crystals for integrated optics and optoelectronics /Yu. N. Korkishko, V. A. Fedorov Cambridge: Cambridge International Science Publishing, UK. — 1999 — 520 p.
- J.F. Ziegler, J.P. Biersack, U. Littmark: The stopping and Ranges of ions in Solids Pergamon: New York — 1988 — 210 p.
- Kostritskii S.M., Moretti P. Comparative study of defects induced by proton and helium implantation in LiNb03 crystals // Rad. Effects and Defects in Solids.- 1999.- V.150- P. 151−156.
- Kostritskii S.M., Bourson P., Mouras R., Fontana M.D. Application of Raman spectroscopy for measurement of photorefractive damage profile in LiNb03 crystals// Phys.Stat.Sol. 2004.- V. l, P. 3170−3173.
- Adibi Ali, Buse Karsten, and Psaltis Demetri Two-center holographic recording//JOSAB. -2001. -V. 18, N. 5, P. 584−601
- Korkishko Yu.N., Fedorov V.A., Alkaev A.N., Morozova T.V., Kostritskii S.M., Laurell F. Proton-exchanged LiNb03 waveguides: Nonlinear, electrooptical and photorefractive properties// Ferroelectrics- 2001 -V.264.-P. 325−330.
- Коркишко Ю. H., Федоров В. А. Кристаллическая структура и оптические свойства твердых растворов (LiixZnx/22+.x/2)Ta03, полученных методом неизовалентного ионного обмена // Кристаллография, — 1995.-т. 40.-№ З.-С. 493−504.
- Шандаров В. М., Шандарова К. В., Кип Д. Дискретная дифракция и пространственное самовоздействие световых пучков в одномерных фотонных решетках в ниобате лития // Письма в ЖТФ 2005 — т. 31.- в. 20.- С. 88−94.