Содержание к диссертации
Введение
Глава 1: Определение функции преобразования германиевых фотодиодов
Введение 8
Схема эксперимента 9
Обработка результатов 13
Результаты эксперимента 14
Выводы к главе 1 18
Глава 2: Нелинейное пропускание кристаллов ZnSe:Co2+ 18
Введение 18
Экспериментальная установка 21
Методика измерений 22
Измерение нелинейного пропускания 31
Обсуждение результатов 33
Выводы к главе 2 40
Глава 3: Исследование нелинейного пропускания н анизотропии кристаллического кремния 41
Введение 41
Экспериментальные результаты 43
Анизотропия нелинейного пропускания кристаллического кремния 48
Выводы по главе 3 57
Глава 4: Исследование пропускания взвеси ОУН в тяжелой воде и получение самосинхронизации мод в лазере на эрбиевом стекле с пассивным затвором на основе ОУН 58
Введение 58
Нелинейное пропускание взвеси ОУН на длине волны 1.54 мкм 60
Пассивная модуляция добротности лазера на стекле с Ег3+ с помощью кюветы с ОУН 66
Выводы к главе 4 68
Заключение 69
Основные результаты диссертации опубликованы в работах: 70
Литература 72
- Измерение нелинейного пропускания
- Анизотропия нелинейного пропускания кристаллического кремния
- Нелинейное пропускание взвеси ОУН на длине волны 1.54 мкм
- Пассивная модуляция добротности лазера на стекле с Ег3+ с помощью кюветы с ОУН
Введение к работе
Данная работа проводилась с целью изучения изменения пропускания некоторых материалов при воздействии излучения с высокой плотностью энергии, когда начинают сказываться нелинейные эффекты. В качестве исследуемых образцов были взяты кристаллы ZnSc с различным содержанием примеси Со2+, кристалл кремния без примесей и новый материал - одностенные углеродные нанотрубоки (ОУН) в виде взвеси в тяжелой воде.
Исследование нелинейного пропускания кристаллов ZnSe:Co2+ в настоящее время имеет большое значение, поскольку они используются в резонаторах лазеров с длиной волны генерации 1.54 мкм в качестве пассивных затворов. Поиски материала, наилучшим образом подходящего в качестве пассивного затвора на этой длине волны ведутся уже много лет, а так как максимум поглощения примеси кобальта находится вблизи 1,54 мкм, то кристаллы ZnSe:Co являются перспективным материалом в лазерной технике.
Кремний давно используется в технике и является одним из наиболее изученных полупроводников. Но в литературе нами не было найдено данных по поведению кремния при воздействии излучения высокой плотности энергии на длине волны 1.54 мкм. В слабых полях для этой длины волны кремний является прозрачным, но при высоких плотностях энергии наблюдается уменьшение пропускания, что на этой длине волны ранее никто не наблюдал. Известно, что кристалл кремния имеет кубическую симметрию и является изотропным в слабых полях. Но в литературе нами не было обнаружено информации по вопросу об анизотропии нелинейного пропускания кремния на длине волны 1.54 мкм в зависимости от угла между вектором поляризации и кристаллографическими осями кристалла. Поскольку кремний может быть использован в резонаторах как оптический ограничитель, то такая информация о его характеристиках в сильных полях может представлять практическую ценность.
Исследование нелинейных свойств ОУН стали проводиться недавно, в связи с чем данных по этому материалу мало. Снятый в слабом поле спектр пропускания взвеси ОУН в D2O показал, что данный материал имеет полосу поглощения на длине волны 1,54 мкм. В рамках данной работы проводились исследования изменения пропускания взвеси нанотрубок при высоких плотностях энергии излучения. Также был поставлен эксперимент по применению взвеси нанотрубок в качестве пассивного затвора для лазера на стекле с примесью Ег3*.
Целью настоящей диссертационной работы являлось:
0 1, Исследование нелинейного пропускания кристаллов ZnSe:Co2+ при воздействии лазерного излучения высокой плотности на длине волны 1.54 мкм. Установление наличия или отсутствия поглощения из возбужденного состояния и определение величины сечения поглощения из основного состояния.
Исследование нелинейного пропускания кристалла Si при воздействии лазерного излучения высокой плотности на длине волны 1.54 мкм. Исследование анизотропии нелинейного пропускания кремния на этой длине волны.
Исследование пропускания взвеси одностенных углеродных нанотрубок в тяжелой воде при воздействии лазерного излучения высокой плотности на длине волны 1.54 мкм. Исследование возможности использования ОУН в качестве пассивного затвора для модуляции добротности лазера на стекле с примесью w Научная новизна работы:
1. Экспериментально исследована функция пропускания кристаллов ZnSe:Co с различным содержанием примеси кобальта при воздействии излучения высокой плотности на длине волны 1.54 мкм. На основании исследования сделан вывод об отсутствии поглощения из возбужденного состояния Со2+ на этой длине волны.
2. Экспериментально обнаружены 1) уменьшение пропускания кристалла кремния при увеличении плотности энергии излучения, 2) периодическая зависимость нелинейного пропускания Si от угла между электрическим вектором падающего излучения с длиной волны 1.54 мкм и главными кристаллографическими осями кремния.
3. Измерена зависимость нелинейного пропускания ОУН от /Ц интенсивности падающего излучения. Оказалось, что пропускание нанотрубок увеличивается с увеличением плотности энергии. По результатам измерений сделана оценка интенсивности насыщения ОУН, которая оказалась равной /5=106 Вт/см2.
4. Экспериментально получен режим модуляции добротности и самосинхронизацией мод в импульсном лазере на стекле с Ег с пассивным затвором на основе взвеси ОУН в тяжелой воде.
Практическая значимость результатов:
1. На основании анализа экспериментальных данных для кристаллов 2nSe:Co2+ сделан вывод, что остаточное поглощение (поглощение при высоких плотностях энергии) на длине волны 1.54 мкм не связано с поглощением из возбужденного состояния. Оценено значение сечения поглощения из основного состояния на этой длине волны сг=(11+2)х10" см .
2. Оценена интенсивность насыщения поглощения взвеси ОУН на длине волны 1.54 мкм, /S=10D Вт/см*.
3. Получен режим самосинхронизации мод в импульсном лазере на эрбиевом стекле с пассивным затвором и взвеси ОУН в тяжелой воде.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Установлено, что в кристаллах ZnSe:Co2+ на длине волны 1.54 мкм отсутствует поглощение из возбужденного состояния. Определено значение энергии насыщения s=0.12 ±0,03 Дж/см2 и сечения поглощения на этой длине волны (Т=01±2)хЮ"19 см2.
2. Экспериментально обнаружены уменьшение пропускания с увеличением плотности энергии излучения и анизотропия нелинейного пропускания кристаллического кремния на длине волны 1.54 мкм. w 3. Экспериментально измерена зависимость нелинейного пропускания кюветы с ОУН. С увеличением интенсивности излучения пропускание увеличивается до насыщения. Сделана оценка интенсивности насыщения Л=106Вт/см2.
4. Получен режим модуляции добротности и самосинхронизация мод для лазера на стекле с Ег3+ при использовании взвеси ОУН в качестве пассивного затвора.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в публикациях
Публикации: По результатам диссертационной работы опубликована 1 статья, 1 препринт, имеются 4 тезиса докладов на конференциях, список - которых приведен в конце диссертации.
Структура и объем диссертации:
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 73 страницы машинописного текста, включая 28 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 32 наименований.
В первой главе описана процедура и результаты измерения нелинейности фотодиодов, использовавшихся для измерения энергии импульсов излучения лазера на стекле с Ег34. В этой же главе дан обзор литературы по измерению нелинейности отклика фотодиодов.
Во второй главе представлены результаты измерения нелинейного пропускания кристаллов ZnSe с различным содержанием примеси Со2+. Рассмотрен вопрос о причине остаточного пропускания в этих кристаллах. Дан обзор литературы по этим вопросам.
В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследования нелинейного пропускания и анизотропии нелинейного пропускания кристаллического кремния на длине волны 1.54 мкм.
В четвертой главе представлены результаты изучения нелинейного пропускания взвеси одностенных углеродных нанотрубок в тяжелой воде, а также описаны результаты по использованию кюветы с ОУН внутри резонатора в качестве пассивного затвора, в результате чего был получен режим модуляции добротности и самосинхронизация мод импульсного лазера на стекле с Ег3*.
Измерение нелинейного пропускания
Кристаллы ZnSe, легированные ионами Со2+, используются как пассивные затворы для лазеров на стекле с эрбием, работающих на длине волны вблизи 1.54 мкм [4]. Интерес к лазерам с этой длиной волны вызван тем, что это излучение считается безопасным для зрения, что определяет возможность широкого применения таких лазеров в дальномерах. Спектроскопические и нелинейные свойства кристаллов ZnSe, легированных ионами Со2+ исследовались в целом ряде работ [4-10]. Широкая линия поглощения в районе 1,4-1.9 мкм связана с поглощением из основного 4A2(4F) состояния в состояние Tj F) [5,10], Широкая линия люминесценции в районе 3 - ЪЛ мкм, связана с переходом 4T2(4F) в основное состояние 4A2C F) [5]. Время жизни возбужденных ионов Со в кристаллах ZnSe при комнатной температуре по данным работы [5] составляет 290 мкс. Экспериментально полученные в целом ряде работ [6-10] зависимости нелинейного пропускания кристаллов от плотности энергии падающего на кристалл излучения с длиной волны вблизи 1.5 мкм, показывают, что пропускание при больших плотностях энергии существенно меньше 100%, что указывает на наличие остаточного поглощения. В литературе встречаются две интерпретации данного обстоятельства. Так, в работе [8] наличие остаточных потерь связывается с поглощением из возбужденного состояния. С другой стороны, в работах [6,7] утверждается, что оно обусловлено линейными потерями, например, поглощением на дефектах кристалла, возникающих при его выращивании и легировании. Эта точка зрения обосновывается тем, что схема уровней иона Со2+ такова, что для длины волны 1.54 мкм нет расположенных выше резонансных уровней, на которые может происходить поглощение из верхнего возбужденного состояния. Единой точки зрения на происхождение остаточных потерь в кристаллах ZnSe:Co пока нет.
Характеристики нелинейного пропускания отдельно взятого кристалла, в частности, зависимость пропускания от плотности энергии излучения на входе в кристалл, не дают возможности различить между собой остаточные потери, связанные с поглощением из возбужденного состояния и линейные потери. Функционально зависимость плотности энергии от координаты в кристалле описывается для этих двух случаев одним и тем же уравнением, в котором отличается только числовые коэффициенты. Подбором этих коэффициентов можно описать экспериментальные данные как в предположении поглощения из возбужденного состояния, так и наличия линейных потерь. Однако есть случай, когда заведомо можно сказать, что поглощение из возбужденного состояния отсутствует, - это случай, когда в образце совсем не наблюдается остаточное поглощение. Имеющиеся в литературе значения сечения поглощения из основного состояния кристаллов ZnSe:Co лежат в широком диапазоне: 7.6" 10" см [6], 5.3 10"19 см2 [7], 4.610 19 см2 [8], 6.510-19 см2 [9], 11.5 10"19 см2 [10]. Во всех этих работах измерение сечения проводилось на основе численной обработки экспериментальной кривой пропускания от плотности энергии на входе в кристалл, поэтому столь значительный разброс можно связать с указанной выше проблемой интерпретации природы наблюдавшихся во всех этих работах остаточных потерь. Например, в работе [10] приведено два значения сечения поглощения для одного и того же кристалла ZnSe:Co2+ из основного состояния Со2+ - 11.510" см и 9.7 10" см , что, как сказано в работе, определялось моделью, в рамках которой интерпретировались экспериментальные данные.
Стоит также отметить, что во всех работах [4-10] максимальные плотности энергии на входе в образцы лежали в диапазоне от 1.2 Дж/см2 [9] до 4 Дж/см [в], при длительности импульса в диапазоне 10-75 не. Максимальная плотность энергии ограничивалась порогом оптического разрушения образцов. Такие относительно низкие значения плотности энергии не позволяют достаточно точно измерить значение остаточных потерь. Для указанных длительностей порог оптического разрушения зависит, как известно, от плотности мощности излучения [11]. Так как время жизни возбужденного состояния 290 мке [5], то увеличение длительности импульса, например, на порядок практически не скажется на виде зависимости пропускания от плотности энергии, но позволит существенно продвинуться в область больших плотностей энергии.
В настоящей работе исследована зависимость пропускания кристаллов ZnSe:Co + на длине волны 1.54 мкм от плотности энергии. Измерены потери в кристаллах при больших (до 10 Дж/см ) значениях плотности энергии на входе в образцы. На основе экспериментальных данных рассчитано значение сечения поглощения из основного состояния на длине волны 1.54 мкм.
Измерение нелинейного пропускания кристаллов проводилось на установке, схема которой изображена на рис. 6. Излучение, которое использовалось для измерения пропускания образцов, получалось с помощью импульсного лазера на стекле с эрбием с активной модуляцией добротности электрооптическим затвором на основе ниобата лития. Длина волны излучения -1.54 мкм, длительность импульса - 200 - 300 не, энергия на выходе лазера 3-5 мДж, поперечное распределение - ТЕМоо - мода. Такая длительность импульса позволила проводить измерения при плотности энергии на входе в образцы до -10 Дж/см без их повреждения. После прохождения призмы Глана 1, разделительного зеркала 2 и линзы 3, излучение попадало на исследуемый образец 4. Энергия прошедшего излучения регистрировалась с помощью фотодиода 5. Энергия импульса излучения, падающая на образец, после отражения от зеркал 2 и 6 регистрировалась с помощью опорного фотодиода 7. Сигнал с этого фотодиода калибровался с помощью калориметра, помещенного на место образца. Применялся фотодиод типа ФД7Г, в регистрирующей части которого стояла интегрирующая цепочка (см рис. 1), а нелинейность отклика корректировалась (см. Глава 1).
Анизотропия нелинейного пропускания кристаллического кремния
Процедура измерения пропускания была следующей. Образец убирался, и измерялись сигналы С/ь Ui с фотодиодов 5, 7 (рис. 6), вычислялось отношение g Ui/Uz в каждом импульсе. Затем находилось среднее g =go по 30 импульсам и среднее Uz сигнала с опорного фотодиода. Затем образец вводился в луч, и проводилось такое же измерение величины g\. Пропускание Г определялось как T=g\lga. При такой процедуре измерений существенно снижалось влияние изменения энергии от импульса к импульсу излучения, так что среднеквадратичное отклонение (СКО) Г было не хуже 0.1 - 0.2%, при СКО Ui -2-4%.
По энергии импульса излучения и радиусу находилась плотность энергии в максимуме поперечного распределения (пиковая плотность энергии) и устанавливалась зависимость пропускания образца от пиковой плотности энергии (здесь и далее предполагается однородность пропускания в поперечном сечении образца). При таком методе измерения нелинейного пропускания диапазон изменения сигнала с фотодиода обычно значительно меньше, чем при измерениях, основанных на изменении энергии импульса, что также повышает точность измерений. Например, если пропускание образца увеличивается от 70% до 100%, то сигнал с фотодиода 5 (рис. б) меняется только в 1.5 раза, в то время как плотность энергии на входе в кристалл при этом может меняться на несколько порядков.
В работе использовалось несколько кристаллов ZnSe с различным содержанием примеси Со +. Легирование образцов производилось методом диффузии в условиях равновесия Sznse-Scose-Lzh-V. Эта технология отличается от применявшихся ранее методов изготовления кристаллов ZnSe:Co2+: модифицированного диффузионного метода [7, 10], который описан в [12], а также метода Бриджмена [9].
Оптические грани кристаллов №343 и №356 были просветлены для длины волны 1.54 мкм, и излучение падало на них почти нормально. Образец №365 не был просветлен и устанавливался под углом Брюстера к падающему излучению, причем, вектор электрического поля излучения лежал в плоскости падения,
На рис. 12 приведены спектры пропускания кристаллов ZnSe, просветленных для длины волны 1.54 мкм, из которых два легированы Со2+, а один - не легирован. На этой длине волны пропускание кристаллов №343 и №356 в слабом поле составляло 29.5% и 69.5%, соответственно. Интерференционное покрытие на указанные выше кристаллы наносилось одновременно, причем, они находились рядом в напылительной установке. Спектры пропускания, представленные на рис. 12, не показывают каких-либо значительных пассивных потерь. Судить о значении коэффициента отражения торцов легированных кристаллов на длине волны 1.54 мкм по этим спектрам трудно, из-за наличия поглощения в этой области. Однако можно оценить качество просветления легированных кристаллов, сравнивая их спектры пропускания и спектр пропускания нелегированного кристалла в области длин волн меньше 1200 нм и больше 2200 нм, где нет поглощения примесными центрами. Из рисунка видно, что все кривые в этих областях проходят почти одинаково, причем, для нелегированного кристалла коэффициент пропускания на длине волны 1.54 мкм равен 99%. На рис. 13а, 136 и 13в представлены зависимости пропускания образцов №343, №356 и №365, соответственно, от плотности падающей энергии. Точки -экспериментальные данные, сплошная линия - расчет. Обсуждение результатов Расчет проводился на основании численного решения уравнения Авизониса-Гротбека (Avizonis-Grotbeck) [13] для среды с насыщением поглощения. где х - плотность энергии импульса, нормированная на плотность энергии насыщения , =—, і - координата вдоль распространения излучения, а коэффициент поглощения, связанный с насыщением поглощения, у -коэффициент поглощения, связанный с линейными потерями или/и поглощением из возбужденного состояния, Со - сечение поглощения из основного состояния на длине волны 1.54 мкм, йо - энергия кванта излучения. Этот вид уравнения является общим для наличия в процессе только линейных потерь, для наличия поглощения из возбужденного состояния и для случая, когда присутствуют оба этих механизма. Для обоснования этого утверждения проведем следующие выкладки для поглощения в кристалле с учетом всех перечисленных выше механизмов поглощения излучения [15].
Нелинейное пропускание взвеси ОУН на длине волны 1.54 мкм
Совокупность данных по всем кристаллам показывает, что значения величины Л различны для всех образцов, а это говорит о том, что остаточные потери не могут быть обусловлены поглощением из возбужденного состояния. Еще более убедительным доказательством этого утверждения могут служить результаты для кристалла №365, в котором остаточные потери отсутствуют. Остается неясным происхождение значительных остаточных потерь в некоторых образцах, например, в кристалле №343, в котором максимальное пропускание составляет 74%. График, приведенный на рис. 12, не дает указаний на возможность существования таких потерь. Выше приведено значение #s с точность до 3 знака, как это делалось при обработке данных. Точность определения Es в нашем случае ограничена точностью калибровки сигнала с фотодиода 7 (рис. 6), которая определяется точностью измерения энергии калориметром ИМО-2Н и согласно паспортным данным не превышает 15%. Точность измерения площади поперечного сечения излучения оценивается как 6%. Вклад в погрешность определения Еа остальных ошибок значительно меньше. Поэтому для величины Es и а имеем: s=0.12 +0.03 Дж/см2 о=(11 ±2)х10"19см2. Создана экспериментальная установка для измерения пропускания образцов на длине волны 1.54 мкм. Разработана методика измерения нелинейного пропускания образцов в зависимости от плотности энергии W излучения на входе в образец. Диапазон изменения плотности энергии составил порядка. Для этой методики разработана математическая процедура обработки экспериментальных данных. На основании обработки экспериментальных данных по нелинейному пропусканию серии образцов кристаллов ZnSe легированных Со сделан вывод о том, что остаточное поглощение в кристаллах не связано с поглощением из возбужденного состояния, вероятнее всего, оно обусловлено линейными потерями. Получены численные значения для плотности энергии насыщения и сечения поглощения из основного состояния: они равны "s=0.12 +0.03 Дж/см2 и о=(11 ±2)х10"19 см2, соответственно. Кремний является хорошо изученным материалом, поскольку он нашел широкое применение в производстве электронных приборов. Но с появлением новых технологий, возникают и новые возможности исследования и использования его характеристик. С появлением лазерной техники стали широко проводиться работы по исследованию поведения материалов под воздействием интенсивного излучения, когда начинают проявляться нелинейные свойства вещества. Результаты исследования нелинейных свойств кремния приведены во многих работах, в основном на длине волны 1.06 мкм. Так в работе [17] впервые были представлены результаты исследования нелинейного поглощения в кристаллическом кремнии. Авторы данной работы изучали поглощение кремния в зависимости от интенсивности, при комнатной температуре и при 77 К на длине волны 1.06 мкм. В качестве источника излучения использовался непрерывный неодимовый лазер в режиме модуляции добротности. Пиковая мощность импульса составляла 1 кВт при длительности 0.2 мкс, частота повторения импульсов 400/сек. В качестве образцов использовались чистый и легированные кристаллы кремния с низким сопротивлением, толщина которых варьировалась от 0.05 до 0.2 см. Авторами установлено, что при комнатной температуре для всех типов образцов до интенсивности излучения порядка 5x1027 квантов/см2 пропускание падает с увеличением интенсивности, подчиняясь линейному закону. Для больших интенсивностей кривая поглощения выходит на насыщение. Для температуры 77 К нелинейность в поглощении не наблюдалась.
В работе [18] более подробно изучается пропускание кристалла кремния также на длине волны 1.06 мкм. Эта работа посвящена выяснению физики процесса нелинейного поглощения и нахождению коэффициента двухфотонного поглощения, Как показано в этой работе, поглощение в кремнии при высокой плотности падающего излучения на 1.06 мкм обусловлено несколькими явлениями: а) линейным поглощением, б) двухфотонным поглощением и в) поглощением на свободных носителях заряда. Авторами установлено, что в использованном ими диапазоне длительностей лазерного импульса от 4 до 100 пс. в процессе поглощения доминируют линейное поглощение и поглощение на свободных носителях, в то время как двухфотонное поглощение мало. Так же авторы приводят методику нахождения величины сечения поглощения свободными носителями заряда, и коэффициента двухфотонного поглощения. Ими получены следующие значения: сечение поглощения свободными носителями - а = 5.5x10 см , коэффициент двухфотонного поглощения - 0=1.5см/ГВт.
В настоящей работе представлены экспериментальные исследования нелинейного пропускания кристаллического кремния на длине волны 1.54 мкм при комнатной температуре. Исходя из данных об энергии непрямого перехода (1.1 эВ) [19] и энергии кванта излучения 0.8 эВ можно предположить, что наличие поглощения длине волны X = 1.54 мкм невозможно без участия много фотонных процессов.
Пассивная модуляция добротности лазера на стекле с Ег3+ с помощью кюветы с ОУН
Были проведены эксперименты по исследованию зависимости нелинейного пропускания ориентированного кристаллического кремния от угла между вектором поляризации излучения и главными кристаллографическими осями. Первая серия экспериментов проводилась для непросветленного кристалла, для повторной серии на кристалл было нанесено просветляющее покрытие для длины волны 1.54 мкм.
Для измерения угловой зависимости пропускания кремния была собрана экспериментальная установка изображенная на рисунке 19. В качестве источника излучения использовался импульсный лазер на эрбиевом стекле с активной модуляцией добротности (Г). Форма импульса представлена на рисунке 20. Длительность 300нс, энергия ЗмДж. Луч был линейно поляризован в горизонтальной плоскости. Образец кристалла кремния был помещен во вращающуюся оправу (V), минимальный угоя поворота которого был 0.75 градусов. Ось (001) кристалла была направлена вдоль распространения излучения, две другие находились в плоскости входной грани, С помощью линзы (IV) лазерный луч фокусировался на входной грани образца. Мощность излучения на образце во время эксперимента поддерживалась меньше ЮОМВт/см2, так как при превышении этого значения происходило разрушение поверхности кристалла. Измерения угловой зависимости пропускания кремния проводились через 3 градуса, и при каждом значении угла производилось усреднение по 5 импульсам. Полный угол поворота составлял 360 градусов. Управление вращением кристалла, сбор и предварительная обработка результатов осуществлялась с помощью персонального ЭВМ,
Регистрирующая система состояла из трех фотодиодов: измерительного (VI), опорного (VII) и фотодиода запуска (VIII). Сигнал с опорного фотодиода использовался для нормировки измеренного сигнала с целью улучшения точности измерений и для контроля падающей на образец энергии импульса.
Для тестирования экспериментальной установки были проведены измерения угловой зависимости пропускания призмы Глана. Полученная кривая представлена на рисунке 21. Точки - экспериментально полученные значения, сплошная линия - функцияу = 80cos tp, где р - угол поворота призмы Глана.
На рис. 22 приведена измеренная зависимость пропускания кристалла кремния от угла поворота для линейно поляризованного излучения. Рис. 22 а) -зависимость для непросветленного кристалла, 22 б) - для просветленного кристалла. Из рисунка видно, что имеется периодическая зависимость функции пропускания от угла поворота кристалла.
Для обработки результатов измерений была разработана следующая методика. Из экспериментальных данных вычиталась неизменная составляющая так, чтобы полученная нами зависимость /(d) представляла функцию, со средним значением ноль (такое вычитание не является принципиальным, и делалось только для удобства, чтобы из Фурье разложения убрать максимальную по величине нулевую составляющую). Потом эта функция раскладывалась в ряд Фурье по компонентам 360/п, где п - натуральное число (в нашем случае максимальное значение п = 8). В результате, был получен набор спектральных компонент, который представлен на рис.23: а) для непросветленного кристалла кремния, б) для просветленного кристалла. На рис 23 а) составляющие спектра, превышающие уровень шума имеют период 360, 180 и 90. Присутствие Фурье компоненты 360 связано с тем, что при вращении кристалла прошедший луч не попадал в одну и ту же точку фотодиода, а перемещается по окружности на его поверхности. Компонента с периодом 180, видимо, связана с тем, что нормаль к плоскости входной грани плоскопараллельного кристалла не совпадает с осью вращения, поэтому пропускание пластины кремния, которая может рассматриваться как эталон Фабри-Перо, обладает периодом 180. Для просветленного кристалла эти компоненты значительно меньше. Наличие компоненты с периодом 90 как раз и говорит о том, что в сильных полях кристалл не только затемняется, а также имеет анизотропию пропускания, когда пропускание зависит от угла между вектором поляризации падающего излучения и осью кристалла. Пропускание имеет максимальное значение, когда ось кристалла совпадает по направлению с вектором электрического поля излучения.
