УДК 53

Исследование неоднородности поглощения в нелинейных кристаллах

Климин Андрей Олегович – аспирант кафедры Электродинамики Радиофизического факультета Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Зиновьев Андрей Петрович – научный сотрудник Института прикладной физики Российской академии наук.

Аннотация: Исследование распределения поглощения в нелинейных кристаллах необходимо для улучшения качества оптических элементов, а также диагностики готовых изделий. С использованием поляризационного интерферометра Жамена-Лебедева исследована зависимость показателя поглощения от наличия рассеивающих частиц. Показано что наличие рассеивающих частиц приводит к увеличению поглощения внутри элемента.

Ключевые слова: Нелинейно-оптические элементы, поляризационная интерферометрия, рассеяние света, поглощение в оптических элементах.

Исследование распределения поглощения в нелинейных кристаллах необходимо для улучшения качества оптических элементов, а также диагностики готовых изделий. Для исследования пространственного распределения коэффициента поглощения нами был использован интерферометр Жамена-Лебедева. Показана применимость интерферометра для нахождения центров поглощения с высоким пространственным разрешением и чувствительностью. Исследован образец с наличием рассеивающих частиц.

Рис.1

Схема экспериментальной установки приведена на рис.1: 1 - Источник непрерывного лазерного излучения на длине волны 635 нм мощность 10мВт. DMH635-10; 2 - Источник импульсного лазерного излучения с частотой 1кГц на длинах волн 1054 нм, 527 нм, 351 нм с средней мощностью 80 мВт на длине волны 1054. DTL-399QT; 3 - Синхронный детектор stanford research systems sr830; 4 - Фотодиоды ФДК-24; 5 –Прерыватель; 6-Поляризационный расщепитель; 7- Пластинка ротатор; 8- Призма Рошона; X- Исследуемый образец

Для перемещения образцов использовалась автоматизированная система. Диаметр сфокусированного пятна излучения накачки порядка 130 мкм. Использование синхронного детектора позволяет детектировать сигнал на уровне 50 мкВ .

Рис.2

Эксперимент проведен со стеклом марки К8 толщиной 10 мм. Исследование осуществлялась одновременно на трех длинах волн :1054 527 351нм. Результат представлен на рис.2. Наличие подобного аномального поглощения может привести к уменьшению лучевой стойкости стекла.

Рис.3

Были проведены эксперименты с кристаллом KDP 40x40x20 мм изображенном на Рис.3, в котором наблюдается рассеивание излучения на длине волны 532 нм. Перемещение исследуемой точки производилось по: линии 1 на расстоянии 10 мм от задней грани; в точке 2 и 3 при движении исследуемой точки от расстояния порядка 5 мм от задней грани на длину 10 мм. Результаты измерений приведены: для линии 1 на Рис.4; для точки 2 на Рис.5; для точки 3 на Рис.6.

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Результаты измерений указывают на наличие связи между рассеивающими частицами и амплитудой сигнала. Такая связь указывает на увеличение поглощения в области с наличием рассеивающих частиц.

С помощью интерферометр Жамена ‑ Лебедева возможно определить области аномального поглощения, приводящие к уменьшению оптической стойкости. Исследован образец кристалла KDP с наличием рассеивающих частиц. Результаты эксперимента указывают на неоднородную зависимость поглощения от координаты внутри элемента. В зоне с наличием рассеивающих частиц наблюдается увеличение амплитуды сигнала, указывающее на увеличение показателя поглощения.

Список литературы

1. С.В Игнатьев. // Фототермический метод измерения малых поглощений на основе поляризационного интерферометра/ С.В Игнатьев, И. Ю. Королев, М. А. Новиков.; ИПФРАН – Г., 1988. – 24 с.
2. А.Ю. Лукьянов А.А. Погорелко.// Фазовый (интерференционный) фототермический метод для раздельного измерения поверхностного и объемного поглощения. Журнал технической физики. 2002. Т.72 №.5. С.72-77.