Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот документ:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/344336| Заглавие документа: | Пространственно-модуляционная спектроскопия полупроводниковых материалов на основе динамических решеток |
| Другое заглавие: | Spatial modulation spectroscopy of semiconductors using dynamic gratings |
| Авторы: | Толстик, А.Л. Даденков, И.Г. Станкевич, А.А. |
| Цифровой идентификатор автора ORCID: | 0000-0003-4953-4890 0000-0003-0722-4683 0000-0002-7066-2873 |
| Тема: | ЭБ БГУ::ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ. ОТРАСЛИ ЭКОНОМИКИ::Электроника. Радиотехника |
| Дата публикации: | 2022 |
| Издатель: | Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Национальный исследовательский университет ИТМО, Международная общественная организация Оптическое общество имени Дмитрия Сергеевича Рождественского |
| Библиографическое описание источника: | Оптический журнал.2022; Т. 89(5): С. 3-10. |
| Аннотация: | Предмет исследования. Предложены методы диагностики функциональных материалов на основе записи и считывания динамических решеток. Метод. В основу положено использование импульсной записи тонких и объемных динамических решеток с последующим восстановлением непрерывным лазерным излучением, позволяющим проследить динамику формирования и релаксации записываемой дифракционной решетки. На основе измеренных кинетик дифрагированного сигнала определяются нелинейно-оптические, термооптические и кинетические характеристики конденсированных сред. Основные результаты. Проанализированы возможности метода динамических решеток для диагностики и измерения характеристик ряда функциональных материалов. Показана эффективность измерения кинетических характеристик в условиях импульсной записи тонких и объемных голографических решеток. На примере фоторефрактивного кристалла силиката висмута определены времена жизни коротко- и долгоживущих ловушечных уровней, участвующих в процессе записи динамических решеток. Установлена зависимость дифракционной эффективности решеток от интенсивности записывающего излучения. Продемонстрированы преимущества использования дополнительной решетки (гомодина), позволяющей разделять вклады различных механизмов нелинейности в условиях их одновременного проявления. Такая методика применена к монокристаллическому германию. На примере пленки диоксида кремния предложен метод оценки толщины пленки на поверхности образца по амплитуде осциллирующей компоненты, связанной со звуковой волной, распространяющейся в воздухе у поверхности пленки. Для измерения нелинейной оптической восприимчивости пятого и более высокого порядков предложено использовать дифракцию в различные порядки на объемных динамических решетках. Разработанные методики апробированы на фоторефрактивных кристаллах и полупроводниковых средах, диагностика которых позволила определить кинетические и термооптические характеристики, включая времена заселения ловушечных уровней, термооптический коэффициент и температуропроводность. Практическая значимость. Предложенные в настоящей работе методы диагностики позволяют выделить различные механизмы нелинейности, участвующие в формировании динамических решеток, и измерить нелинейно-оптические, термооптические и кинетические характеристики (оптические восприимчивости различных порядков, термооптический коэффициент, температуропроводность, времена жизни свободных носителей заряда и ловушечных уровней). |
| Аннотация (на другом языке): | Subject of study. Several characterization methods that utilize recording and reading out of dynamic gratings to analyze functional materials are proposed. Method. The methods are based on pulsed recording of thin and volume dynamic gratings followed by reconstruction using continuous laser emission to facilitate the detection of the formation and relaxation dynamics of the recorded diffraction grating. Nonlinear optical, thermo-optic, and kinetic properties of condensed media were obtained based on the measured kinetics of the diffracted signals. Main results. The performance characteristics of a dynamic grating method were analyzed for characterization and parameter measurements of functional materials. In particular, the efficacy of the measurement of the kinetic properties for pulsed recordings of thin and volume holographic gratings was demonstrated. The lifetimes of the short- and long-lived trap levels involved in recording of the dynamic grating were determined in a photorefractive bismuth silicate crystal and the dependence of the diffraction efficiency of the gratings on the intensity of the recording radiation was determined. The advantages of using an additional grating (homodyne) to enable the separation of the contributions of different simultaneously manifesting nonlinearity mechanisms were demonstrated. This method was applied to monocrystalline germanium. A method for assessing the thickness of a film on the surface of a sample based on the amplitude of an oscillating component related to a sound wave propagating in air in the vicinity of the film's surface was also proposed. A silicon dioxide film was considered as an example. The application of the diffraction to different orders on volume dynamic gratings was proposed for the measurement of the nonlinear optical susceptibility of the fifth and higher orders. The proposed approach was evaluated on photorefractive crystals and semiconductor media. The kinetic and thermo-optic properties, including the time of the population of trap levels, thermo-optic coefficient, and thermal diffusivity, of the media were determined. Practical significance. The proposed characterization methods facilitate the isolation of different nonlinearity mechanisms involved in the formation of dynamic gratings and the measurement of nonlinear optical, thermo-optic, and kinetic properties (optical susceptibilities of different orders, thermo-optic coefficient, thermal diffusivity, and lifetimes of free-charge carriers and trap levels). |
| URI документа: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/344336 |
| DOI документа: | 10.17586/1023-5086-2022-89-05-03-10 |
| Лицензия: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Располагается в коллекциях: | Кафедра лазерной физики и спектроскопии (статьи) |
Полный текст документа:
| Файл | Описание | Размер | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Толстик.pdf | 1,35 MB | Adobe PDF | Открыть |
Все документы в Электронной библиотеке защищены авторским правом, все права сохранены.