Структурная обусловленность свойств. Часть IV. Кристаллохимия материалов нелинейной оптики. Кристаллохимия пьезоэлектриков. Кузьмичева Г.М. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

35
Создание источников когерентного излучения,
перестраиваемых в диапазоне 15-40 мкм, возможно в принципе на
основе параметрических генераторов света (ПГС). Нелинейные
кристаллические среды для таких ПГС должны быть прозрачны как
в рабочем диапазоне твердотельных лазеров накачки (1 2 мкм), так
и в диапазоне 15 40 мкм. Порог генерации указанных
параметрических генераторов света по плотности мощности
накачки должен быть на порядок меньше порога разрушения
нелинейного кристалла под воздействием импульсного излучения
накачки. Из этого требования следуют нижние оценки приемлемой
нелинейной восприимчивости (~1 pm/V) и допустимого порога
разрушения в наносекундном режиме накачки (1 MW/cm
2
).
Среди известных к настоящему времени монокристаллов только
галогениды удовлетворяют сформулированным требованиям по
области прозрачности. Для ряда нецентросимметричных
галогенидных кристаллов известны оценки квадратичной
нелинейной восприимчивости по методу связанного заряда,
согласно которым характерная величина нелинейной
восприимчивости составляет 1 pm/V.
Проблема. Согласно литературным данным Tl
4
HgI
6
кристаллизуется в тетрагональной сингонии с параметрами
элементарной ячейки a=9.45, c=9.27Å, однако, приписываемая ему
пространственная группа разная: или центросимметричная P4/mnc,
или нецентросимметричная P4
2
bc.
В структуре Tl
4
HgI
6
(пр. гр. P4/mnc) атомы Tl находятся в центре
искаженной тригональной призмы (точнее, тригональной
антипризмы) из атомов йода I(2) с добавочными атомами I(1),
центрирующими боковые грани призмы. Атомы Hg образуют
гантель с двумя атомами I(1). Кроме того атомы Hg связаны с
четырьмя атомами I(2), расположенными на более далеком
расстоянии по сравнению с двумя ближайшими расстояниями Hg-
I(1) (рис. 15).
36
Рис. 15. Сочленение координационных полиэдров в структуре
Tl
4
HgI
6
Исследуемые кристаллы Tl
4
HgI
6
выращены по методу
Бриджмена-Стокбаргера в вертикальной печи с температурным
градиентом в зоне кристаллизации 15 ºC/см из шихты
стехиометрического состава. Скорость выращивания составляла 6
мм/сутки.
Эти кристаллы тестировались на возможность реализации в них
процессов несинхронной генерации второй гармоники.
Тестирование проводили на порошках, приготовленных из
выращенных кристаллов. Тестовый Y
3
Al
5
O
12
:Nd лазер имел
следующие характеристики: длина волны излучения 1.064 мкм,
частота следования импульсов 10 Гц, длительность импульсов 18
нс, плотность мощности излучения в импульсе до 20 МВт/см
2
. На
порошках наблюдали генерацию второй гармоники. Это
свидетельствует об нецентросимметричности выращенных
монокристаллов. 
                                    35                                                               36
       Создание     источников         когерентного     излучения,
перестраиваемых в диапазоне 15-40 мкм, возможно в принципе на
основе параметрических генераторов света (ПГС). Нелинейные
кристаллические среды для таких ПГС должны быть прозрачны как
в рабочем диапазоне твердотельных лазеров накачки (1 2 мкм), так
и в диапазоне 15 40 мкм. Порог генерации указанных
параметрических генераторов света по плотности мощности
накачки должен быть на порядок меньше порога разрушения
нелинейного кристалла под воздействием импульсного излучения
накачки. Из этого требования следуют нижние оценки приемлемой
нелинейной восприимчивости (~1 pm/V) и допустимого порога
разрушения в наносекундном режиме накачки (1 MW/cm2).
   Среди известных к настоящему времени монокристаллов только
галогениды удовлетворяют сформулированным требованиям по
области прозрачности. Для ряда нецентросимметричных
галогенидных кристаллов известны оценки квадратичной
нелинейной восприимчивости по методу связанного заряда,
согласно которым характерная величина                  нелинейной     Рис. 15. Сочленение координационных полиэдров в структуре
восприимчивости составляет 1 pm/V.                                                              Tl4HgI6
   Проблема.     Согласно       литературным     данным     Tl4HgI6
кристаллизуется в тетрагональной сингонии с параметрами                  Исследуемые кристаллы Tl4HgI6 выращены по методу
элементарной ячейки a=9.45, c=9.27Å, однако, приписываемая ему        Бриджмена-Стокбаргера в вертикальной печи с температурным
пространственная группа разная: или центросимметричная P4/mnc,        градиентом в зоне кристаллизации 15 ºC/см из шихты
или нецентросимметричная P42bc.                                       стехиометрического состава. Скорость выращивания составляла 6
   В структуре Tl4HgI6 (пр. гр. P4/mnc) атомы Tl находятся в центре   мм/сутки.
искаженной тригональной призмы (точнее, тригональной                     Эти кристаллы тестировались на возможность реализации в них
антипризмы) из атомов йода I(2) с добавочными атомами I(1),           процессов    несинхронной    генерации    второй    гармоники.
центрирующими боковые грани призмы. Атомы Hg образуют                 Тестирование проводили на порошках, приготовленных из
гантель с двумя атомами I(1). Кроме того атомы Hg связаны с           выращенных кристаллов. Тестовый Y3Al5O12:Nd лазер имел
четырьмя атомами I(2), расположенными на более далеком                следующие характеристики: длина волны излучения 1.064 мкм,
расстоянии по сравнению с двумя ближайшими расстояниями Hg-           частота следования импульсов 10 Гц, длительность импульсов 18
I(1) (рис. 15).                                                       нс, плотность мощности излучения в импульсе до 20 МВт/см2. На
                                                                      порошках наблюдали генерацию второй гармоники. Это
                                                                      свидетельствует   об   нецентросимметричности     выращенных
                                                                      монокристаллов.

Страницы