Введение
1. Влияние эффекта закалки на структурные и оптические параметры протонообменных волноводов на монокристалле ниобата лития (литературный обзор) 13
1.1. Оптические волноводы 13
1.1.1. Введение (предварительные сведения) 13
1.1.2. Волноводный эффект 14
1.1.3. Волноводные моды 18
1.1.4. Уравнение собственных значений мод волноводного слоя 18
1.2. Применение волноводов 19
1.2.1. Интегральные волноводы 19
1.2.2. Волоконно-оптические гироскопы 20
1.2.3. Принципы работы волоконно-оптического гироскопа 22
1.2.4. Устройство волоконно-оптического гироскопа 23
1.3. Структура и свойства монокристаллов ниобата лития 29
1.3.1. Структура ниобата лития..., 29
1.3.2. Свойства ниобата лития 32
1.4. Протонообменные волноводы 34
1.4.1. История открытия 34
1.4.2. Особенности протонного обмена в ниобате лития 35
1.4.3. Структурно-фазовые превращения в ненапряженном...,36
1.4.4. Высокотемпературные фазы в ненапряженном 38
1.4.5. Критическое поведение твердого раствора .40
1.4.6. Эволюция ИК-спектров поглощениядля порошков при увеличении концентрации 41
1.4.7. Монокристаллические слои 42
1.4.8. Структурно-фазовая диаграмма для слоев 44
1.4.9. Связь показателя преломления и концентрации протонов 48
1.4.10. Закономерности формирования фаз 49
1.4.11. Протонный обмен и последующий отжиг (диффузия протонов) 50
1.4.12. Сопоставление напряженных и ненапряженных НДлі лМ)Оз фаз...52
1.4.13. Сопоставление структурно-фазовой диаграммы и данных спектроскопии комбинационного рассеяния 53
1.5. Состояние водорода в 54
1.5.1. Положения протонов в решетке монокристалла ГДЫЬОз 55
1.5.2. Вид потенциальной энергии протона замещения 59
1.5.3. Сопоставление данных ИК-спектроскопии НДЛ^МЮз 60
1.6. Метастабильные состояния в слоях 62
1.6.1. Фазовые переходы в НДЛ] лМЪОз слоях при термообработке 62
1.6.2. Метастабильные состояния и проблема стабильности волноводов...65
1.6.3. Температурные границы монокристаллических НДлі лМЮз фаз 68
1.6.4. Структурные исследования метастабильных фаз 72
1.7. Основные выводы из обзора литературы 74
2. Методы исследования волноводов 77
2.1. Введение 77
2.2. Модовая спектроскопия 77
2.2.1. Измерение эффективных показателей преломления 79
2.2.2. Связь эффективных показателей преломления с распределением показателя преломления по глубине слоя 81
2.2.3. Восстановление показателя преломления волноводного слоя 82
2.3. Метод измерения ИК-спектров поглощеия 85
2.3.1. Применение ИК-спектрскопии для слоев на кристалле LiNb03 85
2.3.2. Методика измерений 86
2.3.3. Условия измерений 87
2.3.4. Совмещение спектров 89
2.3.5. Определение спектральных компонент 90
2.4. Рентгеновский дифракционный анализ структуры 91
2.4.1. Метод определения деформации кристаллической решетки 93
2.4.2. Прецизионный метод определения изменения периода решетки кристаллического слоя 94
2.4.3. Анализ погрешности измерения деформации решетки 97
2.4.4. Двухкристальный спектрометр на базе ДРОН-УМ1 98
2.4.5. Методика измерения дифракционных спектров 101
2.4.6. Метод регистрации 103
2.4.7. Обработка экспериментальных данных 104
2.4.8. Идентификация пиков дифрактограмм 104
2.5. Постановка эксперимента 105
2.5.1. Особенности исследования волноводных слоев и каналов 105
2.5.2. Приготовление образцов 106
2.5.2.1. Подготовка образцов ниобата лития 106
2.5.2.2. Проведение протонного обмена 107
2.5.2.3. Режимы процесса формирования волноводов 110
3. Результаты анализа метастабильных фаз в НДл^МЮз волноводах 113
3.1. Обсуждение результатов 113
3.2. Образцы Z-среза 113
3.2.1. Результаты измерения показателя преломления 113
3.2.2. Результаты измерения кривых качания 117
3.2.3. Идентификация фазового состава Н:ЫЫЮз слоев 122
3.2.4. Релаксация деформации решетки и показателя преломления 123
3.2.5. Результаты измерений ИК-спектров 125
3.3. Образцы Jf-среза 129
3.3.1. Результаты измерения показателя преломления и кривых качания. 129
3.3.2. Результаты измерения ИК-спектров 137
3.3.2.1. Модель заполнения позиций протонов в 137
3.3.2.2. Эффект перераспреления протонов при КТФ - ВТФ переходах 141
Заключение 149
Список использованной литературы 157
