Нелинейно-оптическое ограничение излучения в композитных средах с наноструктурами полупроводник-металл. 2 страница

Литература к главе 2.2.:

1. R.Takahashi, Y.Kawamura, H.Iwamura Ultrafast 1.55 mm all-optical switching using low-temperature-grown multiple quantum wells. // Appl. Phys. Lett., 1996, 68, N 2, P.153-155.

2. О.П. Коновалова, А.И. Сидоров, И.И. Шаганов Интерференционные системы управляемых VO₂-зеркал для спектрального диапазона 0.6-10.6 мкм. // Оптический журнал, 1999, т.66, N5, с.13-22.

Глава 2.3. Ограничители излучения на основе фотоиндуцированных процессов в композитных материалах.

На данный момент проведено лишь небольшое количество исследований ограничения излучения в композитных материалах в спектральном интервале 1-2 мкм. Это объясняется малым количеством материалов, имеющих оптическую нелинейность в этой области спектра, а также сложностью подбора материала для прозрачной матрицы, содержащей наночастицы. В качестве нелинейных наночастиц для ограничителей излучения в спектральном интервале 1-2 мкм могут быть использованы наночастицы легированных полупроводников, имеющих примесные полосы поглощения в данной области спектра, например, наночастицы ZnSe:O [1].

В работе [1] показано, что в объемной среде с такими наночастицами под действием излучения с λ = 1.06 и 1.54 мкм может возникать эффект самодефокусировки (см., также, раздел 1.3), приводящий к ограничению излучения. Благодаря малой концентрации наночастиц в таком композите может быть обеспечен начальный коэффициент пропускания 60 % и более. Кривые ограничения для композита с наночастицами ZnSe:O для λ=1.06 мкм (τ = 10 нс) и λ=1.54 мкм (τ = 5 нс) показаны на рис. 5. Из рисунка видно, что порог ограничения для такого композита составляет 20-50 пДж, а динамический диапазон ограничения – 10² для λ=1.06 мкм и 10⁴ для λ=1.54 мкм.

Рис.5. Ограничение излучения в композитном материале с наночастицами ZnSe:O [1]. 1 - λ=1.06 мкм (τ = 10 нс), 2 - λ=1.54 мкм (τ = 5 нс).

Ограничение излучения в спектральном интервале 1-1.55 мкм было получено также в композитном материале с наночастицами VO₂ [2]. Начальный коэффициент пропускания образов на длине волны 1.54 мкм был равен 50 %. Кривая ограничения для λ=1.54 мкм (τ = 20 нс) в композите с наночастицами VO₂ показана на рис. 6.

Рис.6. Ограничение излучения в композитной среде с наночастицами VO₂ [2]. λ=1,54 мкм, τ = 20 нс.

Из рисунка видно, что порог ограничения в данном случае равен 10 пДж, а полный динамический диапазон ограничения превышает 10⁴. Ограничение излучения в данном композите было получено и для длины волны 1.06 мкм, однако, характеристики ограничения при этом несколько хуже (см. рис. 8б, глава 1.6).

Литература к галве 2.3.:

1. О.П. Виноградова, М.С. Марухина, А.И. Сидоров Самодефокусировка излучения в композитном материале с наночастицами ZnSe:O // Письма в ЖТФ, 2005, Т.31, В.12, 79-82.

2. А.А. Остросаблина, А.И. Сидоров Нелинейно-оптические свойства толстых композитных сред с наночастицами диоксида ванадия. I. Самодефокусировка излучения видимого и ближнего ИК диапазона. // Оптический журнал, 2005, Т.72, № 7, С.36-41.

Выводы по разделу 2.

На основании данных, приведенных в разделе, можно сделать вывод, что наиболее перспективными нелинейно-оптическими средами для ограничения излучения в спектральном интервале 1.0-2.0 мкм являются композитные среды на основе полупроводниковых наночастиц. В таких средах может быть получено высокое быстродействие (менее 1 нс) и высокий начальный коэффициент пропускания - более 70 % (см. таблицу 1).

Таблица 1. Параметры ограничителей для спектрального диапазона 1-2 мкм.

Материал ограничителя и НЛО эффект	Спектр диап., мкм	Имп. режим	Длительн. имп.	Быстро-действие, нс	Динамич. диапазон	Начальн. пропуск.*,%	Порог ограничения **
Высшие фуллерены, RSA и ВР	1-1.1	+	фс, пс, нс	<1 нс		50-80	10 мкДж
Углеродные наночастицы, астралены и нанотрубки	1-1.3	+	нс, мкс	<1 нс		50-70	1-10 мкДж
Монокрист. полуроводн., 2-фотонное погл.,	1-2	+	пс, нс	<1 нс	-	50-80	5-10 мкДж
Монокрист. полуроводн., самодефокусировка, 2-фотонное погл.	1-2	+	пс, нс	<1 нс		50-80	100-1000 нДж
Монокрист. полуроводн., самодефокусировка, 1-фотонное примесное погл.	1-2	+	пс, нс, мкс	<1 нс	1000-10000	40-70	1-10 пДж
НЛО-интерферометры с пленками полупров.	1-2	+	фс, пс, нс, мкс	<1 нс		50-80	2 пДж
Композиты с нано- частицами полупров. и металлов, поглощение, рассеяние	1-2	+	пс, нс, мкс	<1 нс	100-10000	50-80	2-100 пДж

* - для нелинейных интерферометров – пропускание либо отражение;

** - приведены наилучшие экспериментально полученные пороги ограничения.

Для ограничения в спектральном интервале 1.2-2 мкм могут быть использованы примесные полупроводники с эффектом самодефокусировки, нелинейно-оптические интерферометры и композитные материалы на основе наночастиц примесных полупроводников и диоксида ванадия. Однако, для создания оптических устройств на основе этих сред, обеспечивающих высокий коэффициент пропускания и эффективное ограничение, необходимо проведение дальнейших исследований.

Раздел 3. Ограничители излучения для спектрального диапазона 2-5 мкм (τ = 100 нс – 1 мкс)

Спектральная область 2-5 мкм является наименее изученной с точки зрения ограничения излучения. Причиной этого является малое количество материалов, прозрачных в данном спектральном интервале, а также спецификой лазерных источников (как правило – это химические лазеры). Большинство органических материалов и оксидных стекол имеют высокий коэффициент поглощения в этом спектральном интервале. Поэтому для ограничения излучения могут быть использованы в основном полупроводниковые материалы и композитные материалы с матрицей из галогенидов металлов.

Глава 3.1. Ограничители излучения на основе фотоиндуцированных процессов в монокристаллических полупроводниках.

Для ограничения в спектральном интервале 2-5 мкм может быть использовано двухфотонное поглощение в монокристаллических узкозонных полупроводниках: InAs, InSb (77 K) и др. Ширина запрещенной зоны этих полупроводников приведена в табл.1.

Таблица 1. Ширина запрещенной зоны узкозонных полупроводников для спектрального интервала 2-5 мкм [1, 2].

Полупроводник	Ширина запрещенной зоны, эВ
InAs	0.46
InSb	0.22 (77 K)
PbS	0.37
PbSe	0.26
PbTe	0.32
SnTe	0.26

Узкозонные полупроводники имеют более высокий коэффициент двухфотонного поглощения, чем полупроводники, используемые в видимом и ближнем ИК-диапазонах (см. раздел 1 и 2). В то же время, использование для ограничения непосредственно двухфотонного поглощения имеет в спектральном интервале 2-5 мкм те же недостатки, что и в спектральных диапазонах, рассмотренных ранее. Эффективность ограничения, на наш взгляд, может быть повышена в случае использовании самодефокусировки при двухфотонном поглощении. Однако такие эксперименты в спектральном интервале 2-5 мкм не проводились.

Ограничение излучения при самодефокусировке в условиях однофотонного примесного поглощения наблюдалось в спектральном интервале 3.8-4.2 мкм в монокристаллах ZnSe с примесью Zn, создающего примесный уровень с ΔЕ = 0.23 эВ [3]. Порог ограничения составил 0.8-1 мДж, а динамически диапазон <10. Необходимо отметить, что низкая эффективность ограничения в данном случае может быть связана как с малой концентрацией примесных уровней, так и с широким спектральным интервалом падающего излучения, что приводит к «размыванию» динамической линзы в полупроводнике за счет хроматических аберраций.

Рис. 1. Ограничение излучения в монокристаллах ZnSe:Zn при самодефокусировке в спектральном интервале 3,8-4,2 мкм, t=250 нс.

Литература к главе 3.1.:

1. В.И. Гавриленко, А.М. Грехов, Д.В. Корбутяк и др. Оптические свойства полупроводников. Справочник. Киев: Наукова Думка, 1987, 607 с.

2. Я.А.Угай Введение в химию полупроводников. М.: Высшая школа, 1975, 302 с.

3. И.В. Багров, А.П. Жевлаков, О.П. Михеева, А.И. Сидоров, В.В. Судариков Низкопороговое ограничение инфракрасного излучения в примесных полупроводниках // Оптический журнал. 2002, Т.69, №2, С.15-20.

Глава 3.2. Ограничители излучения на основе нелинейно-оптических интерферометров.

Нелинейно-оптические эффекты в интерферометрах со средой, состоящей из узкозонного полупроводника, могут приводить к ограничению излучения в спектральном интервале 2-5 мкм. Однако, большинство подобных экспериментов проводилось в 10-микронной области спектра (напр., [1, 2]). Эффект переключения и ограничения излучения наблюдался в узком спектральном интервале, а изменение коэффициента пропускания (отражения) не превышало 10. Можно ожидать, что аналогичные результаты могут быть получены и в спектральном интервале 2-5 мкм.

Для более эффективного ограничения излучения могут быть использованы нелинейные интерферометры с пленкой VO₂. В таблице 1 приведены характеристики многослойных интерферометров с пленкой VO₂, в которых увеличение температуры при нагреве излучением приводит к уменьшению коэффициента отражения [3, 4].

Таблица 1. Конструкции и коэффициенты отражения интерферометров с пленкой VO₂ для спектрального интервала 2-5 мкм [3, 4].

l, мкм	Конструкция	Rmax	Rmin
3.4	Ge(0.21)-BaF2(0.74)-VO2(0.234)-Al		2.1
Ge(0.142)-VO2(0.2)-Al		0.5
Ge - VO2(0.05) - BaF2(1.01) - Cu		0.005
2.5	Si(0.181)-SiO2(0.82)-VO2(0.17)-Au		0.1
Si(0.126)-VO2(0.14)-Au		0.3
Si - VO2(0.04) - SiO2(0.655) - Cu		0.3
2.0	Si(0.04)-SiO2(0.35)-Si(0.143)-SiO2(0.667)-VO2(0.14)-Au
Si(0.1)-VO2(0.12)-Au		0.4

Из таблицы видно, что коэффициент ослабления излучения при переключении зеркала с состояние с низким коэффициентом отражения может превышать 1000. Начальный коэффициент отражения VO₂-зеркал в спектральном интервале 2-5 мкм может составлять 85-95 %. Для VO₂-зеркал, как и для полупроводниковых интерферометров, характерен узкий спектральный диапазон функционирования.

Литература к главе 3.2.:

1. A.K.Kar, J.G.H.Mathew, S.D.Smith et al Optical bistability in InSb at room temperature with two-photon excitation // Appl. Phys. Lett., 1983, 42, N 4, P.334-336.

2. J.G.H.Mathew, D.Craig, A.Miller Optical switching in a CdHgTe etalon at room temperature // Appl. Phys. Lett., 1985, 46, N 2, P.128-130.

3. О.П.Коновалова, А.И.Сидоров, И.И.Шаганов Интерференционные системы управляемых VO₂-зеркал для спектрального диапазона 0.6-10.6 мкм. // Оптический журнал, 1999, т.66, N5, с.13-22.

4. О.П.Коновалова, А.И.Сидоров, И.И.Шаганов Управляемые VO₂-зеркала для среднего ИК-диапазона на основе интерферометра с “необращенными” полосами отражения. // Оптический журнал, 1998, Т.65, №4, С.20-23.

Глава 3.3. Ограничитель излучения на основе двухфотонного поглощения в стеклах с ионами редкоземельных металлов.

Оксидные стекла состава PbO-Ga₂O₃-Bi₂O₃-CdO имеют высокий коэффициент пропускания в спектральном интервале 2-8 мкм (рис. 2, а). При легировании таких стекол ионами европия или тамария в них может возникать двухфотонное поглощение, связанное с электронными переходами в данных ионах.

а б

Рис.2. а - Спектр пропускания стекла PbO-Ga₂O₃-Bi₂O₃-CdO. б – зависимость коэффициента двухфотонного поглощения стекла с ионами Tm³⁺ от интенсивности падающего излучения (B – 300 K, C – 77 K, D – 60 K) [1].

Зависимость коэффициента двухфотонного поглощения стекла с ионами Tm³⁺ от интенсивности излучения с λ = 5 мкм и τ = 14 пс показана на рис.2, б. Несмотря на относительно низкую величину двухфотонного поглощения, такие стекла могут представлять интерес для использования в многокаскадных ограничителях и в виде оптических элементов (например, линз), обладающих ограничивающими свойствами.

Литература к главе 3.3.:

1. J.Wasylek, K.Ozga, I.V.Kityk et al IR optical limiting in europium and thulium doped oxide glasses // IR Phys. Techn., 2004, 45, P. 253.

Глава 3.4. Ограничители излучения на основе фотоиндуцированных процессов в композитных материалах.

Композитные материалы с наночастицами, обладающими нелинейно-оптическими свойствами, представляют значительный интерес для ограничения излучения в спектральном интервале 2-5 мкм. Однако, на данный момент проведено чрезвычайно мало исследований нелинейно-оптических свойств композитных материалов в данной области спектра. Перспективными материалами для ограничения излучения с λ = 2-5 мкм, на наш взгляд являются композитные материалы с наночастицами диоксида ванадия. Эффективное ограничение излучения в таких композитах экспериментально продемонстрировано в ближнем ИК-диапазоне и в спектральном интервале 9-11 мкм. Благодаря сильному изменению оптических свойств VO₂ при фазовом переходе в промежуточном спектральном интервале, можно и здесь ожидать эффективного ограничения.

Для ограничения излучения в спектральном диапазоне 2-5 мкм могут быть использованы композитные материалы с наночастицами галогенидов серебра, имеющие оболочку из островковой пленки серебра. Как показано в [1] плазмонные резонансы таких наноструктур при определенном соотношении геометрических параметров их компонентов, смещаются в средний ИК-диапазон. При наличии оптической нелинейности в ядре наноструктуры в этом случае может быть получено оптическое ограничение. Экспериментально это было продемонстрировано в работе [2] для наноструктур имеющих ядро из смеси AgCl и AgBr и оболочку из островковой пленки Ag. Ограничение излучения в таком композите в спектральном интервале 3.8-4.2 мкм при длительности лазерного импульса 250 нс показано на рис. 3.

Рис. 3. Ограничение излучения в композитном материале на основе галогенидов серебра и металлического серебра. λ = 3,8-4,2 мкм, t=250 нс.

Высокий порог и низкая эффективность ограничения могут быть связаны как с большой шириной спектра излучения, так и с неоптимальным составом композита.

Литература к главе 3.4.:

1. А.И.Сидоров Оптические свойства композита с наночастицами серебра в диапазоне 8-12 мкм. // Оптический журнал, 2003, Т.70, №2, С.9-14.

2. И.В.Багров, А.П.Жевлаков, О.П.Михеева, А.И.Сидоров, В.В.Судариков Оптическое ограничение лазерных импульсов в спектральной области 3.8-4.2 мкм композитом с наночастицами серебра. // Письма в ЖТФ, 2002, 28, В.13, С.40-43.

Выводы по Разделу 3.

На основании данных, приведенных в разделе, можно сделать вывод, что перспективными нелинейно-оптическими средами для ограничения излучения в спектральном интервале 2-5 мкм являются монокристаллические примесные полупроводники, интерферометры с пленкой диоксида ванадия и композитные среды с наночастицами галогенидов серебра (см. таблицу 1.).

Таблица 1. Параметры ограничителей для спектрального диапазона 2.0 -5.0 мкм.

Материал ограничителя и НЛО эффект	Спектр. диап., мкм	Имп. режим	Длительн. имп.	Быстро-действие, нс	Динамич. диапазон	Начальн. пропуск.*,%	Порог ограничения **
Монокрист. полуроводн., самодефокусировка,1-фотонное примесное погл.	2-5	+	нс, мкс	<1 нс	-	50-70	1 мДж
НЛО-интерферометры с пленкой VO2.	2-5	+	нс, мкс	<10 нс	100-1000	85-95	-
Стекла с ионами Eu^3+, Tm^3+, 2-фотонн. погл.	2-5	+	пс	<1 нс	-	70-80	-
Композиты с нано- частицами полупров. и металлов, поглощение, рассеяние	2-5	+	нс, мкс	<1 нс		50-70	10 мДж/см^2

* - для нелинейных интерферометров – пропускание либо отражение;

** - приведены наилучшие экспериментально полученные пороги ограничения.

Однако, данные материалы и ограничители на их основе еще недостаточно изучены и не оптимизированы с точки зрения получения эффективного ограничения.

Раздел 4. Ограничители излучения для спектрального диапазона 5-12 мкм (τ = 1 мкс – 100 мкс).

Глава 4.1. Ограничители излучения на основе двухфотонного поглощения в монокристаллических полупроводниках.

Для ограничения излучения в спектральном интервале 5-12 мкм может быть использовано двухфотонное поглощение в узкозонных монокристаллических полупроводниках. Коэффициенты двухфотонного поглощения узкозонных полупроводников на длине волны 10.6 мкм в 200 раз выше, чем у GaAs на длине волны 1.06 мкм (см. таблицу 1). Это позволяет получить эффективное ограничение излучения при интенсивности излучения 100-200 кВт/см² даже для микросекундных лаерных импульсов.

Таблица 1. Коэффициенты двухфотонного поглощения узкозонных полупроводников [1, 2].

Материал	Длина волны, мкм	Коэффициент двухфотонного погл., см/ГВт
InSb	10.6
HgCdxTe1-x	10.6

Однако, при комнатной температуре узкозонные полупроводники имеют высокую концентрацию свободных носителей заряда. Это приводит к высокому линейному поглощению полупроводников и невозможности получения высокого начального коэффициента пропускания.

Литература к главе 4.1.:

1. A.K.Kar, J.G.H.Mathew, S.D.Smith et al Optical bistability in InSb at room temperature with two-photon excitation // Appl.Phys.Lett., 1983, 42, №4, P.334-336.

2. J.G.H. Mathew, D.Craig, A.Miller Optical switching in a CdHgTe etalon at room temperature // Appl.Phys.Lett., 1985, 46, №2, P.128-130.

Глава 4.2. Ограничители излучения на основе нелинейно-оптических интерферометров.

Эффект оптического переключения и ограничения излучения наблюдался в нелинейно-оптических интерферометрах со средой, состоящей из тонкой пластины узкозонного полупроводника (InSb, HgCdTe) [1, 2]. Фотогенерация электронов при двухфотонном межзонном поглощении на длине волны 10.6 мкм приводила к изменению показателя преломления полупроводника и спектральному сдвигу полосы пропускания интерферометра. В данных экспериментах показано, что для сдвига оптической толщины эталона на l/2 при толщине кристалла 200-250 мкм, требуется изменение концентрации носителей заряда на ~10¹⁶ см^-3, что обеспечивается при интенсивности 50-100 кВт/см² для длительности импульса излучения 30-40 нс. Очевидно, что при исходной настройке эталона на максимум пропускания для фиксированной длины волны излучения, сдвиг полосы пропускания будет приводить к ограничению излучения. Основными недостатками такого ограничителя является узкая спектральная полоса ограничения и небольшой динамический диапазон (не более 10).

Больший динамический диапазон и эффективность ограничения могут быть получены в нелинейных интерферометрах с пленкой диоксида ванадия (см. таблицу 1).

Таблица 1. Конструкции и коэффициенты отражения интерферометров с пленкой VO₂ для длины волны 10.6 мкм [3, 4].

l, мкм	Конструкция	Rmax	Rmin
10.6	Ge(0.66)-ZnS(2.435)-VO2(0.25)-ZnS(1.26)-Al		0.1
Ge(0.545)-VO2(0.7)-Al		0.5
10.6	Ge - VO2(0.05) - BaF2(2.4) - Cu	97.8	0.1

Сильная модуляция оптических констант VO₂ при фазовом переходе полупроводник-металл позволяет получить коэффициент ослабления излучения до 1000. Однако, как и в интерферометрах, описанных выше, модуляция коэффициента отражения происходит в узком спектральном интервале. Динамический диапазон ограничения определяется пространственной динамикой переключения нелинейного зеркала в поперечном направлении [5] и может достигать 1000. Для увеличения спектрального диапазона ограничения выгодно использовать двухслойные интерферометры на основе VO₂, работающие не на отражение, а на пропускание [6, 7]. В этом случае модуляция коэффициента пропускания обеспечивается в спектральном интервале 3-12 мкм. Для увеличения динамического диапазона ограничения предложены двухпроходовые схемы [6, 7], позволяющие расширить динамический диапазон ограничения до 10⁴ и более. На рис. 1 показана кривая ограничения излучения двухпроходовым ограничителем с фокусировкой излучения на длине волны 10.6 мкм. Из рисунка видно, что порог ограничения 10-микросекундного импульса составляет 1 мДж, а полный динамический диапазон ограничения превышает 10⁴.

Рис.1. Ограничение излучения двухпроходовым ограничителем на основе интерферометра с пленкой VO₂. λ = 10.6 мкм, τ = 10 мкс.

Основным недостатком ограничителей на основе интерферометра с пленкой VO₂ является необходимость его термостабилизации вблизи температуры фазового перехода диоксида ванадия.

Литература к главе 4.2.:

1. A.K. Kar, J.G.H. Mathew, S.D. Smith et al Optical bistability in InSb at room temperature with two-photon excitation // Appl. Phys. Lett., 1983, 42, N 4, P.334-336.

2. J.G.H. Mathew, D. Craig, A. Miller Optical switching in a CdHgTe etalon at room temperature // Appl. Phys. Lett., 1985, 46, N 2, P.128-130.

3. О.П. Коновалова, А.И. Сидоров, И.И. Шаганов Интерференционные системы управляемых VO₂-зеркал для спектрального диапазона 0.6-10.6 мкм. // Оптический журнал, 1999, т.66, N5, с.13-22.

4. О.П. Коновалова, А.И. Сидоров, И.И. Шаганов. Управляемые VO₂-зеркала для среднего ИК-диапазона на основе интерферометра с “необращенными” полосами отражения. // Оптический журнал, 1998, Т.65, №4, С.20-23.

5. О.П. Михеева, А.И. Сидоров. Особенности ограничения лазерного излучения зеркалами на основе диоксида ванадия. // Оптический журнал, 2001, Т.68, №4, с.48-52

6. О.Б. Данилов, А.И. Сидоров, В.А. Климов, Е.Б. Шадрин, О.П. Михеева Ограничитель инфракрасного излучения Пат. РФ № 2237915, приоритет 8.04.2002.

7. О.Б. Данилов, В.А. Климов, О.П. Михеева, А.И. Сидоров, С.А. Тульский, Е.Б. Шадрин, И.Л. Ячнев. Оптическое ограничение излучения среднего ИК-диапазона в пленках диоксида ванадия. // ЖТФ, 2003, Т.73, №1, С.77-80.

Глава 4.3. Ограничители излучения на основе фотоиндуцированных процессов в композитных материалах.

Возможности применения композитных материалов для ограничения в спектральном интервале 5-12 мкм исследовались для композитов на основе наночастиц диоксида ванадия и галогенидов серебра лишь для длины волны 10.6 мкм.

Показатель преломления диоксида ванадия на данной длине волны при фазовом переходе увеличивается. Следовательно, в толстом композитном материале будет происходить самофокусировка излучения [1]. Несмотря на это, при соответствующем выборе оптической схемы ограничителя, может быть получен эффект ограничения излучения. В работе [1] использовался композит с наночастицами VO₂ в матрице из KI. Начальный коэффициент пропускания образцов был равен 65 % на длине волны 10.6 мкм. В сфокусированном лазерном пучке при длительности лазерного импульса 1.5 мкс было получено ограничение излучения с динамическим диапазоном ~20.

Более эффективное ограничение излучения на длине волны 10.6 мкм было реализовано в композитном материале на основе галогенидов серебра [2, 3]. При термической обработки наночастиц галогенидов серебра на их поверхности появляется островковая пленка серебра. Это вызывает появление плазмонных резонансов в среднем ИК-диапазоне, в том числе, на длине волны 10.6 мкм. При воздействии импульсного 10-микронного излучения в ядре наночастицы происходит обратимое изменение диэлектрической проницаемости, приводящее к сдвигу полосы плазмонного резонанса и увеличению его амплитуды [2]. Результатом этого является ограничение излучения. В работе [3] показано, что композитный материал на основе наночастиц AgCl в матрице из KI позволяет эффективно ограничивать микросекундные лазерные импульсы с длиной волны 10.6 мкм. Порог ограничения при этом составляет 10 мкДж/см2, полный динамический диапазон – до 10⁴, а начальное пропускание среды может достигать 80 %.

Рис. 2. Ограничение излучения наночастицами хлорида серебра в матрице из KI. λ = 10.6 мкм, τ = 1.5 мкс.

Литература к главе 4.3.:

1. А.А. Остросаблина, О.П. Виноградова, А.И. Сидоров Нелинейно-оптические свойства толстых композитных сред с наночастицами диоксида ванадия. II. Самофокусировка излучения среднего ИК диапазона. // Оптический журнал, 2006, Т.73, № 2, С.17-20.

2. А.И. Сидоров Оптические свойства композита с наночастицами серебра в диапазоне 8-12 мкм. // Оптический журнал, 2003, Т.70, №2, С.9-14.

3. О.П. Михеева, А.И. Сидоров Ограничение излучения СО₂ лазера в композитном материале с наночастицами серебра. // Письма в ЖТФ, 2001, т.27, в.18, с.50-5.

Выводы к разделу 4.

На основании данных, приведенных в разделе, можно сделать вывод, что перспективными нелинейно-оптическими средами для ограничения излучения в спектральном интервале 5-12 мкм являются интерферометры с пленкой диоксида ванадия и композитные среды с наночастицами галогенидов серебра (см. таблицу 1).

Дата добавления: 2015-06-28