Введение
ГЛАВА 1 Физические основы взаимодействия нелинейно-опических кристаллов с лазерным излучением 14
1.1 Основные этапы развития нелинейной оптики 14
1.2 Нелинейно–оптические процессы. генерация второй гармоники 15
1.2.1 Поляризованность диэлектрика. Нелинейные электрические восприимчивости 15
1.2.2 Волновое уравнение для среды с нелинейной поляризованностью 18
1.2.3 Уравнения для генерации второй гармоники в приближении плоских волн 18
1.2.4 Фазовый синхронизм 20
1.3 Нелинейно-оптические кристаллы 23
1.3.1 Кристаллический кварц (SiO2) 24
1.3.2 Кристалл дигидрофосфат калия KH2PO4 26
1.3.3 Кристалл титанилфосфат калия KTiOPO4 (KTP) 28
1.4 Оптическое разрушение кристаллов (optical damage) 31
1.4.1 Методы исследования оптического разрушения 32
1.4.2 Образование grey track в кристаллах 34
1.5 Основные методы измерения и контроля температуры и определения коэффициентов оптического поглощения кристаллов при взаимодействии с лазерным излучением 36
1.5.1 Метод фотоакустики 37
1.5.2 Метод лазерной калориметрии 39
1.6 Резонансная ультразвуковая спектроскопия диэлектриков 41
1.6.1 Метода акусто-резонансной спектроскопии 41
1.6.2 Подход к теоретическому описанию резонансной ультразвуковой спектроскопии 42
1.6.3 Идентификация собственных акустических мод 43
1.7 Импедансная спектроскопия диэлектриков 44
1.7.1 Электрический импеданс 44
1.7.2 Применения метода импедансной спектроскопии 46
1.7.3 Анализ экспериментальных данных 47
1.8 Ионная проводимость диэлектриков 48
1.9 Пьезоэлектрический эффект 52
1.10 Пьезоэлектрический резонанс. форма линии пьезоэлектрического резонанса 55
Глава 2 Импедансная спектроскопия 58
2.1 Методика исследования 58
2.2 Постановка эксперимента 59
2.2.1 Экспериментальная установка 59
2.2.2 Автоматизация эксперимента 62
2.2.3 Стабилизация и контроль температуры кристалла 63
2.3 Параметры исследуемых кристаллов кварц, ktiopo4, KH2PO4 65
2.4 Примеры измеренных рч спектров кристаллов 65
2.5 Основные выводы к главе 2
Глава 3 Однородный разогрев нелинейно-оптических кристаллов в отсутствие лазерного излучения 69
3.1 Поведение пьезоэлектрических резонансов кристаллов при однородном разогреве 69
3.2 Идентификация собственных мод кристаллов по температурному сдвигу пьезоэлектрических резонансов 73
3.3 Основные выводы к главе 3
Глава 4 Неоднородный разогрев нелинейно-оптических кристаллов лазерным излучением 77
4.1 Поведение пьезоэлектрических резонансов при неоднородном разогреве кристаллов лазерным излучением 77
4.1.1 Основные характеристики и параметры используемых лазерных источников 77
4.1.2 Оптическая часть экспериментальной установки. Поведение пьезоэлектрических резонансов при неоднородном разогреве 78
4.2 Сравнение поведения формы линии пьезоэлектрических резонансов при однородном разогреве в отсутсвие излучения и неоднородном разогреве кристалла лазерным излучением 80
4.3 Эквивалентная температура кристалла, взаимодействующего с лазерным излучением 85
4.4 Упрощенная модель разогрева кристалла лазерным излучением 86
4.5 Кинетика изменения частот пьезоэлектрических резонансов при неоднородном разогреве кристалла лазерным излучением 90
4.6 Нелинейный разогрев кристаллов лазерным излучением 101
4.7 Основные выводы к главе 4 102
ГЛАВА 5 Импедансная спектроскопия ионной проводимости нелинейно-оптического кристалла ktiopo4 при воздействии лазерного излучения 104
5.1 Влияние ионной проводимости на пьзоэлеткрические резонансы кристалла, взаимодействующего с лазерным излучением 104
5.2 Основные выводы к главе 5 107
ГЛАВА 6 Ранняя диагностика деградации и разрушения нелинейно-оптических кристаллов под действием лазерного излучения 108
6.1 Определение порога оптического разрушения кристалла KH2PO4 108
6.2 Основные выводы к главе 6 113
Основные результаты 114
Список публикаций по теме диссертации 115
Список литературы 119
