doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-6-1025-1030


УДК 535.343

Импульсная запись динамических голограмм в кристалле силиката висмута при изменении длины волны лазерного излучения

Даденков И.Г., Толстик А.Л., Миксюк Ю.И., Саечников К.А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Даденков И.Г., Толстик А.Л., Миксюк Ю.И., Саечников К.А. Импульсная запись динамических голограмм в кристалле силиката висмута при изменении длины волны лазерного излучения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 6. С. 1025–1030. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-6-1025-1030


Аннотация
Предмет исследования. Исследован процесс формирования динамических голограмм в фоторефрактивном кристалле силиката висмута наносекундными лазерными импульсами при изменении длины волны излучения. Предложена оригинальная схема записи голограмм для сохранения периода решетки при работе на разных длинах волн. Метод. Применен метод импульсной записи динамических решеток на основе предложенной оптической схемы, который обеспечивает выполнение условия Брэгга для зондирующего излучения. Оригинальность схемы заключается в использовании первых порядков дифракции пропускающей дифракционной решетки в качестве опорной и сигнальной волн, а также телескопической системы, примененной для фиксации периода записываемой решетки независимо от используемой длины волны. Основные результаты. Получены кинетические зависимости дифракционной эффективности динамических голограмм в фоторефрактивном кристалле силиката висмута при изменении длины волны записывающего излучения в актуальном спектральном диапазоне (от 450 до 600 нм). Установлен эффект проявления конкурирующих механизмов записи коротко- (сотни микросекунд) и долгоживущих (секунды) решеток, вклад которых зависит от длины волны записывающего голограмму излучения. Определена оптимальная длина волны для получения наибольшей дифракционной эффективности голограмм. Показано, что излучение в сине-зеленой области спектра приводит к преимущественной записи короткоживущей решетки, в то время как в красной области спектра доминируют долгоживущие решетки. Практическая значимость. Необходимость исследований фоторефрактивных кристаллов семейства силленитов определена их применением для мультиплексной записи динамических голограмм и реализации метода адаптивной интерферометрии для отслеживания изменений объектов в реальном времени.



Список литературы
1. Петров М., Степанов С., Хоменко А. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. СПб.: Наука, 1992. 317 с.
2. Шепелевич В.В. Голография в фоторефрактивных оптически активных кристаллах. Мозырь: УО МГПУ им. И.П. Шамякина, 2012. 287 с.
3. Shandarov S.M., Burimov N.I., Kul’chin Yu.N., Romashko R.V., Tolstik A.L., Shepelevich V.V. Dynamic Denisyuk holograms in cubic photorefractive crystals // Quantum Electronics. 2008. V. 38. N 11. P. 1059–1069. https://doi.org/10.1070/QE2008v038n11ABEH013793
4. Ромашко Р.В. Адаптивная голографическая интерферометрия: техника, прогресс и приложения // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2021. № 4. С. 40–47. https://doi.org/10.37102/0869-7698_2021_218_04_03
5. Peigné A., Bortolozzo U., Residori S., Molin S., Billault V., Nouchi P., Dolfi D., Huignard J. Adaptive interferometry for high-sensitivity optical fiber sensing // Journal of Lightwave Technology. 2016. V. 34. N 19. P. 4603–4609. https://doi.org/10.1109/JLT.2016.2552495
6. Каргин Ю.Ф., Бурков В.И., Марьин А.А., Егорышева А.В. Кристаллы Bi12SiхO20-δ со структурой силленита. Синтез, строение, свойства. М.: Изд-во ИОХ РАН, 2004. 312 с.
7. Koc H., Palaz S., Simsek S., Mamedov A., Ozbay E. Elastic and optical properties of sillenites: First principle calculations // Ferroelectrics. 2020. V. 557. N 1. P. 98–104. https://doi.org/10.1080/00150193.2020.1713354
8. Толстик А.Л., Ханон Х.К. Динамика фотоиндуцированного поглощения в кристаллах титаната висмута // Вестник Белорусского государственного университета. Сер. 1. Физика. Математика. Информатика. 2012. № 2. С. 3–7.
9. Isik M., Delice S., Nasser H., Gasanly N.M., Darvishov N.H., Bagiev V.E. Optical characteristics of Bi12SiO20 single crystals by spectroscopic ellipsometry // Materials Science in Semiconductor Processing. 2020. V. 120. P. 105286. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105286
10. Kornienko T., Kisteneva M., Shandarov S., Tolstik A. Light-induced effects in sillenite crystals with shallow and deep traps // Physics Procedia. 2017. V. 86. P. 105–112. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2017.01.029
11. Tolstik A.L., Matusevich A.Yu., Kisteneva M.G., Shandarov S.M., Itkin S.I., Mandel' A.E., Kargin Yu.F., Kul'chin Yu.N., Romashko R.V. Spectral dependence of absorption photoinduced in a Bi12TiO20 crystal by 532-nm laser pulses // Quantum Electronics. 2007. V. 37. N 11. P. 1027–1032. https://doi.org/10.1070/QE2007v037n11ABEH013371
12. Noh T.H., Hwang S.W., Kim J.U., Yu H.K., Seo H., Ahn B., Kim D.W., Cho I. Optical properties and visible light-induced photocatalytic activity of bismuth sillenites (Bi12XO20, X = Si, Ge, Ti) // Ceramics International. 2017. V. 43. N 15. P. 12102–12108. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.06.067
13. Shandarov S.M., Kisteneva M.G., Akrestina A.S., Vishnev A.S., Kargin Yu.F., Tolstik A.L. Change in absorption induced in a Bi12TiO20: Ca crystal by 870-nm infrared radiation // High Energy Chemistry. 2008. V. 42. N 7. P. 554–556. https://doi.org/10.1134/S0018143908070163
14. Matusevich A., Tolstik A., Kisteneva M., Shandarov S., Matusevich V., Kiessling A., Kowarschik R. Investigation of photo-induced absorption in a Bi12TiO20 crystal // Applied Physics B. 2008. V. 92. N 2. P. 219–224. https://doi.org/10.1007/s00340-008-3098-z
15. Stankevich A.V., Tolstik A.L., Hanoon H.K. Photoinduced absorption in bismuth titanate crystals on nano- and picosecond excitation // Technical Physics Letters. 2011. V. 37. N 8. P. 746–749. https://doi.org/10.1134/S1063785011080268
16. Dadenkov I.G., Tolstik A.L., Miksyuk Yu.I., Saechnikov K.A. Photoinduced absorption and pulsed recording of dynamic holograms in bismuth silicate crystals // Optics and Spectroscopy. 2020. V. 128. N 9. P. 1401–1406. https://doi.org/10.1134/S0030400X20090052


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2023 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика