ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие лазерной техники во многом определяется возможностями тех материалов, на основе которых создаются квантовые генераторы и системы управления оптическим лучом. Одной из важнейших групп таких материалов являются диэлектрические кристаллы. За почти 40 лет развития квантовой оптики в качестве сред для генерации и управления характеристиками оптического излучения (преобразование частоты, фазы, интенсивности и направления распространения оптических волн) были опробованы сотни кристаллов. Однако лишь немногие из них нашли практическое применение. Причиной этого являются огромные трудности, которые приходится преодолевать материаловедам и технологам при получении кристаллов требуемого в квантовой оптике качества. В предлагаемой книге делается попытка рассмотреть свойства основных монокристаллов, используемых в квантовой оптике, и материаловедческие проблемы, возникающие при их получении и применении. Этим вопросам посвящено огромное число монографий, обзоров и оригинальных работ. Учитывая то, что эта книга - учебное пособие для студентов, автор старался использовать те сведения, которые можно считать достаточно достоверными.
Книга содержит четыре части. В части I рассматриваются кристаллы, используемые для генерации света и элементов силовой оптики мощных газовых лазеров. Вторая часть посвящена нелинейным кристаллам, третья - кристаллам, используемым в акустооптике. С развитием интегрально-оптических систем, в которых применяются кристаллические подложки, возникла необходимость рассмотреть технологию получения и свойства волноводных слоев, формируемых на базе основных кристаллов. Созданию оптических волноводов, находящих наибольшее применение в практике, посвящена часть IV.
В начале каждой части кратко рассмотрены те физические явления, которые лежат в основе применения данной группы кристаллов. Автор не ставит целью дать достаточно полное описание этих явлений, отсылая читателя для детального изучения к специальной литературе. Здесь же физика явлений рассматривается лишь в той мере, которая необходима для понимания требований, предъявляемых к кристаллам, используемым в данной области, и для того, чтобы материаловед мог рассматривать специальные свойства кристаллов, не обращаясь к дополнительной литературе.
Перечень описываемых кристаллов определялся главным образом широтой их практического применения. Однако в некоторых случаях рассмотрены материалы, которые пока не нашли широкого применения, но являются перспективными для важных областей. Так, представлены некоторые щелочно-галоидные кристаллы для лазеров
с перестраиваемой частотой или кристаллы фторидов для генерации света в УФ-диапазоне спектра.
Основное внимание обращено на материаловедческие вопросы, касающиеся тех или иных кристаллов. Некоторым из них с учетом их важности уделено значительное внимание (например, проблемам дополнительной окраски в лазерных кристаллах или стабильности и однородности кристаллов ниобата лития). Для различных кристаллов уровень рассмотрения этих вопросов различен. Это зависит как от их важности для тех или иных кристаллов, так и от степени изученности вопроса. Автор стремился к тому, чтобы при описании кристалла давались сведения о его структуре, дефектах структуры, свойствах, их взаимосвязи, особенностях получения и применения кристаллов. Книга не ставит своей задачей детальное описание методов и технологии выращивания монокристаллов, так как эти вопросы должны быть предметом специального рассмотрения. К вопросам, касающимся роста кристаллов, автор обращается в тех случаях, когда они слабо освещены в литературе или когда это необходимо для понимания особенностей структуры и свойств кристаллов. Книга содержит ряд таблиц свойств кристаллов, что может сделать ее более полезной для студентов, аспирантов и практических работников, занимающихся получением и применением кристаллов.
Книга написана на основе лекционных курсов, прочитанных автором в Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете) для студентов специальности «Материалы и компоненты твердотельной электроники» (200100) и по программе «Кристаллы для оптики и акустики» направления «Техническая физика» (553000).
Автор благодарен член-корр. РАН Х.С. Багдасарову, коллективу кафедры «Полупроводников и диэлектриков» МЭИ во главе с проф. A.М. Гуляевым, проф. Р.Х. Акчурину за рецензирование рукописи и полезные замечания, которые были учтены в работе над книгой. Автор благодарит своих коллег - преподавателей и сотрудаиков кафедры физики кристаллов МИСиС В.В. Антипова, В.П. Вырелкина, В. В. Гераськина, Н. С. Козлову, О. М. Кутаенко, Е. В. Макаревскую, О.Г. Портнова, К.М. Розина, Н.Г. Сорокина. Совместная работа с ними дала ряд результатов, использованных в книге.
