6.6. Наиболее перспективные молекулярные кристаллы

Из известных молекулярных кристаллов наибольшее применение в настоящее время нашли кристаллы мета-нитроанилина. Как уже отмечалось, с их помощью получено эффективное удвоение частоты неодимового лазера в режиме коллинеарного [228] и векторного [227] синхронизма. По-видимому, преобразование в режиме векторного синхронизма легче осуществить, так как для этого используется пластина, сколотая по плоскости спайности. В ней под углом 28° друг к другу пересекаются два луча с длиной волны Излучение второй гармоники будет распространяться по биссектрисе упомянутого угла. Такое преобразование осуществлено в резонаторном [227] и нерезонаторном вариантах.

Тот же кристалл пригоден для сложения и вычитания частот излучения при условии, что оно находится в области прозрачности кристалла

Электрооптические коэффициенты этого кристалла меньше, чем у известных неорганических кристаллов и полупроводников, поэтому использование мета-нитроанилина для изготовления дефлекторов и т.д. весьма проблематично.

Возможно, для этого окажется пригодным кристалл 2-метил-4-нигроанилина [107]. Как указывалось выше, он имеет очень значительный электрооптический коэффициент (соответствующее значение причем этот коэффициент сравнительно легко использовать. Для изготовления модуляторов пригодны пластины, полученные кристаллизацией из раствора, так как естественные грани роста кристалла параллельны плоскости Недостатком этого кристалла является невозможность получить 100%-ную модуляцию (кристалл относится к моноклинной сингонии, поэтому свет, распространяющийся в любом направлении, на выходе из кристалла поляризован эллиптически). Кроме того, недостатком этого кристалла, как и других молекулярных кристаллов, используемых для злектрооптического преобразования, является резкое падение нелинейных свойств со временем [107]. По-видимому, оно связано с повреждением поверхности, которую трудно защитить, если кристалл используется в качестве электрооптическогопреобразователя.

Рассматриваемый кристалл менее пригоден для преобразования излучения на длинах волн так как направления синхронизма не позволяют использовать Однако весьма вероятно, что удвоение более высокой частоты или сложение сигналов разных частот позволит использовать эту составляющую нелинейной восприимчивости.

Из остальных кристаллов, пригодных для удвоения и сложения оптических частот, следует упомянуть метил- (2,4-динитрофенил)-аминопропаноат [123], 3-метил-4-нитропиридин-1-оксид [121] и 2,4-динитрофенол. Указанные кристаллы хорошо выращиваются из растворов, имеют значительные нелинейные восприимчивости и направления синхронизма с высокими значениями

Применение могут найти также кристаллы -нитроурацила [120]. Они имеют не очень большие нелинейные восприимчивости для удвоения частоты неодимового лазера (см. табл. 7), однако выгодно отличаются от вышеупомянутых кристаллов большей областью прозрачности (по крайней мере до Кроме того, кристаллы не гигроскопичны и мало изменяются со временем.

Большие потенциальные возможности применения имеют кристаллы полимеров на основе диацетиленов [270]. Эти кристаллы получают, выращивая монокристаллы мономеров, а затем проводя реакцию полимеризации (изомеризации) в твердом состоянии. В полимеризованных кристаллах, благодаря большой протяженности системы сопряженных связей, можно получить предельные значения нелинейных восприимчивостей. Кроме того, при полимеризации увеличивается стойкость кристаллов по отношению к внешним воздействиям [271]. Полимерные пленки можно использовать также как датчики [271] при создании элементов интегральной оптики, а также для защиты поверхностей нелинейных элементов, изготовленных из молекулярных кристаллов.

Все перечисленные кристаллы состоят из молекул с сопряженными связями, и в них наблюдается ВПЗ. Применение могут найти и органические кристаллы, состоящие из молекул, не содержащих сопряженных связей, т.е. кристаллы аминокислот, Сахаров и т. д. К такого рода кристаллам относится хорошо известная мочевина [272, 273]. Они могут иметь нелинейные восприимчивости, в несколько раз превышающие нелинейную восприимчивость KDP, за счет ВПЗ между соседними группами (например, между карбон илом и аминогруппой мочевины) и малых размеров молекул. Вещества хорошо кристаллизуются (могут быть получены кристаллы объемом они прочнее, чем молекулярные кристаллы, состоящие из производных бензола, и обладают более широкими областями прозрачности [274], что позволяет использовать их, например, при создании комбинированных параметрических генераторов — удвоителей частоты с широким диапазоном перестройки