С. С. ШМАКОВ, П. В. ЗУЕВ, В. И. БЫКОВ, С. М. ШАНДАРОВ, А. Е. УРБАН, Н. И. БУРИМОВ, Ю. Ф. КАРГИН1, В. В. ШЕПЕЛЕВИЧ2

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

1Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва

2Мозырский государственный педагогический университет им. И. П. Шамякина, Беларусь

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАТНОГО ФЛЕКСОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ФОТОРЕФРАКТИВНЫХ КРИСТАЛЛАХ МЕТОДОМ АДАПТИВНОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Представлены результаты анализа вклада обратного флексоэлектрического эффекта во взаимодействие стационарной опорной волны с фазово-модулированной сигнальной волной в фоторефрактивных кристаллах различной ориентации, как в отражательной, так и в пропускающей геометрии, в отсутствие внешнего электрического поля.

Обратный флексоэлектрический эффект состоит в возникновении в среде упругих деформаций, пропорциональных градиенту электрической напряженности [1]. В адаптивных голографических интерферометрах используется взаимодействие стационарной опорной волны с фазово-модулированной сигнальной волной на формируемой ими в фоторефрактивном кристалле динамической голограмме [2, 3]. Гигантский градиент напряженности электрического поля такой голограммы отражательного типа в кристалле Bi12TiO20:Fe, Cu среза (100) (~12 ТВ/м2) позволило авторам [4] оценить значение его флексоэлектрического коэффициента как f11= 5,3 нКл/м.

В настоящей работе представлены результаты анализа взаимодействия стационарной опорной волны с фазово-модулированной сигнальной волной в фоторефрактивных кристаллах различной ориентации, как в отражательной, так и в пропускающей геометрии, в отсутствие внешнего электрического поля. Для встречной геометрии в кубических гиротропных кристаллах рассматривалось взаимодействие циркулярно-поляризованных волн с противоположными знаками вращения; в остальных случаях считалось, что взаимодействуют волны с входной поляризацией одинакового типа. Как известно [3], вследствие фазовой демодуляции интенсивность сигнального пучка на выходе адаптивного голографического интерферометра имеет постоянную составляющую и временную зависимость в виде суперпозиции гармоник частоты фазовой модуляции. Получено, что при рассматриваемых типах поляризации взаимодействующих волн относительная глубина модуляции сигнальной волны на частоте первой гармоники определяется выражением

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

,

где φm – глубина фазовой модуляции сигнального пучка, d – толщина кристалла, Jn – функция Бесселя n-го порядка. Коэффициент связи Г характеризует здесь традиционный вклад в фоторефрактивный отклик, определяемый как линейным электрооптическим эффектом, так и совместным вкладом обратного пьезоэлектрического и фотоупругого эффектов. Дополнительный вклад обратного флексоэлектрического и фотоупругого эффектов во взаимодействие описывается коэффициентом связи Гf, который в общем случае может быть найден из решения уравнений эластостатики [4] и системы уравнений, описывающих взаимодействие на фоторефрактивной голограмме (см., например, [5]).

Отметим, что в некоторых случаях, например, при встречном взаимодействии в образцах X-среза кристаллов симметрии 23, , , 422, 622 и 222, традиционный фоторефрактивный отклик отсутствует (Г=0). Однако это не должно препятствовать наблюдению в рассматриваемом голографическом интерферометре сигнала фазовой демодуляции на первой гармонике, определяемого вкладом обратного флексоэлектрического эффекта, пропорционального коэффициенту f11, в общем случае отличному от нуля.

Проведенные эксперименты позволили оценить коэффициенты f11 для легированных различными примесями кристаллов титаната висмута.

Работа выполнена в рамках Госзадания Минобрнауки РФ на 2012 год (проект 7.2647.2011), при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект № -Бел_а) и БРФФИ (проект № Ф12Р-222).

Список литературы

1. Инденбом В. Л., Логинов Е. Б., Осипов . 19С.1157.

2. Stepanov S. I. Rep. Prog. Phys. 19P.39.

3. Колегов А. А., Шандаров С. М., Симонова Г. В. и др. Квантовая электроника. 2011. Т.41. С.847.

4. Шандаров С. М., Шмаков С. С., Буримов Н. И. и др. Письма в ЖЭТФ. 20С.699.

5. Shandarov S. M., Kolegov A. A., Burimov N. I., et. al. Phys. Wave Phenomena. 20