Динамические ИК-голограммы на поверхности полупроводников Пичугин, Игорь Геннадьевич

Введение к работе

Актуальность темы.

Динамическая голография интенсивно используется в задачах регистрации и обработки оптической информации, для управления параметрами лазерного излучения (в частности,'!при обращении волнового фронта (ОВФ) излучения [1]). Одной из/актуальнейших, задач,, этой области лазерной физики является поиск и исследование новых сред и механизмов нелинейности, а также схем записи динамических голограмм . В среднем ИК - диапазоне спектра наибольший прогресс достигнут при использовании четырехволнового смешения (ЧВС) излучения в средах с нелинейной восприимчивостью третьего порядка, в которых записываются обычно «толстые» (или объемные ) голограммы [2-3]. В ряде случаев, однако, предпочтительнее оказываются «тонкие» голограммы (или поверхностные - в режиме отражения излучения, впервые предложенные Б.Я. Зельдовичем с сотрудниками [1]). К преимуществам таких голограмм относятся, например, резкое снижение влияния эффектов самовоздействия (самофокусировки и т.п.), отсутствие угловой селективности голограммы, удобное в ряде прикладных задач. Эффективная запись поверхностных голограмм требует сред с большой нелинейностью, поскольку «накопление» нелинейности на толщине образца отсутствует. Хотя эффективность поверхностной динамической голографии продемонстрирована достаточно давно [1], количество исследованных сред и механизмов очень ограничено. В средней ИК области спектра наибольшим значением кубичной нелинейной восприимчивости Х⁽³⁾ (наряду с высоким быстродействием нелинейного отклика), обладают полупроводники.

В связи с этим актуальной является поставленная в данной работе цель: исследование эффективности записи динамических ИК - голограмм на поверхности полупроводников с кубичной нелинейностью, поиск новых механизмов, схем и методов реализации поверхностной нелинейности различных сред. В задачу входило изучение особенностей записи динамических голограмм в тонкослойных образцах (в частности, образующих интерферометр Фабрй-Перо).

Научная новизна работы заключается в следующем:

проанализированы основные механизмы кубичной нелинейности узкозонных полупроводников в среднем ИК^:диапазоне спектра с точки зрения максимальной топографической чувствительности, выявлены наиболее перспективные полупроводниковые среды;

предложена схема четырехволнового смешения (ЧВС) излучения на границе раздела сред вблизи угла нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), показана возможность значительного увеличения эффективности нелинейного взаимодействия волн в такой схеме;

рассчитана тепловая нелинейность узкозонного полупроводника (CdHgTe), обусловленная смещением края поглощения при изменении температуры образца; экспериментально исследована температурная зависимость спектра поглощения кристалла InSb;

проанализирована эффективность нелинейного отражения ИК-излучения в схеме обращения волнового фронта поверхностью (ОВФ-П) полупроводниковым эталоном Фабри-Перо на основе кристалла CdHgTe, определена область мультистабильного режима ОВФ-зеркала.

Апробация работы: Основные результаты диссертации, опубликованные в работах [1-12], докладывались и обсуждались на:

Всесоюзной конференции «Обращение волнового фронта в нелинейных средах» (г. Минск, 1989); :

Международной конференции молодых ученых «Горячие электроны и коллективные явления в полупроводниках» (г. Вильнюс, 1990);

V Международной конференции «Лазерные технологии-95» (г. Шатура, 1995);

XI Международной Вавиловской конференции по нелинейной оптике (г. Новосибирск, 1997);

IV-й Всероссийской школе - семинаре "Люминесценция и сопутствующие явления" {г. Иркутск, 1998);

- ежегодных научно-технических конференциях и семинарах
ДВГУПС, ХГТУ, ХГПУ (г. Хабаровск).

1. Генерация электронно-дырочных пар в узкозонных полупроводниках (CdHgTe, InSb) является наиболее эффективным электронным механизмом записи поверхностных голограмм, обеспечивающим для излучения среднего ИК-диапазона спектра топографическую чувствительность до 10⁴ см²/Дж.

2. Эффективность записи поверхностных ( в том числе рельефных) динамических голограмм в схеме четырехволнового смешения может быть существенно (более чем на порядок) повышена при использовании схемы смешения излучения на границе раздела сред вблизи угла нарушенного полного внутреннего отражения.

3. Обращение волнового фронта низкоинтенсивного (несколько
Вт/см²) ИК-излучения в отражательном тонкослойном интерферометре
Фабри-Перо на основе кристалла CdHgTe характеризуется наличием
мультистабильного режима, характеристики которого определяются па
раметрами среды, геометрией образца и спектром излучения.

Похожие диссертации на Динамические ИК-голограммы на поверхности полупроводников

Нано- и микроструктурирование поверхности металлов и полупроводников в воздухе при воздействии фемтосекундных лазерных импульсовМакаров Сергей Владимирович

Образование структур дефектов на поверхности полупроводников под действием мощного лазерного излученияШлыков, Юрий Геннадьевич

Анализ кинетических процессов, протекающих на поверхности полупроводников A3 B5 при росте из молекулярных пучковМайоров, Михаил Александрович

Исследование двумеризации носителей заряда на поверхности полупроводников при комнатных температурахИванкив, Игорь Михайлович

Исследование влияния динамики и кинетики процессов самоорганизации структуры ступеней и островков псевдоморфных пленок на вицинальных поверхностях полупроводников Ланцова Ольга Юрьевна

Эффекты самоорганизации наноструктур на поверхности полупроводников при молекулярно-пучковой эпитаксииЦырлин Георгий Эрнстович

Наноразмерная модификация поверхности полупроводников и металлов зондом атомно-силового микроскопа Щеглов Дмитрий Владимирович

Анализ естественных неоднородностей электрического поля и потенциала у поверхности полупроводникаБондаренко, Вячеслав Борисович

Атомные реконструкции и электронные свойства поверхностей полупроводников A3B5 с адсорбатамиТерещенко, Олег Евгеньевич

Разработка физических основ исследования моноатомного слоя поверхности полупроводников ионами низких и гипертермальных энергийСаблин, Виктор Александрович