12.5. ОПТИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ КТР

Основная структурная особенность, определяющая квадратичную оптическую нелинейность большинства оксидных кристаллов, - ацентричность анионных групп [20]. Макроскопический коэффициент нелинейности зависит от податливости связей в ацентричных анионных

группах, числа и ориентации эквивалентных групп в элементарной ячейке, числа элементарных ячеек в единице объема. Для многих нелинейных кислородных соединений такими группами являются кислородные октаэдры с локализованными в них ионами металла. К этим соединениям относится и КТР.

Впервые КТР был использован для удвоения частоты ИАГ: Nd лазера [36]. При генерации оптических гармоник и при генерации суммарных частот с помощью КТР применяется взаимодействие типа II При взаимодействии типа II получен выход на длине волны 532 нм. Направления синхронизма при комнатной температуре для взаимодействия типа II в кристаллах, выращенных из раствора в расплаве [37], составляют Некритический -гра-дусный синхронизм при удвоении частоты излучения с длиной волны мкм наблюдался при может быть использован и для генерации суммарных частот, в частности для генерации частот голубой области спектра. Голубое излучение на длине волны 459 нм в условиях некритического синхронизма при комнатной температуре получено при взаимодействии излучений мкм и мкм.

Величина нелинейного коэффициента для взаимодействия типа II определяется как

На рис. 12.3 показаны зависимости угла синхронизма от длины волны накачки [38] для кристаллов, выращенных гидротермальным методом. Из приведенных зависимостей видно, что для взаимодействия типа II в КТР синхронизм возможен в широком интервале длин волн. Только при взаимодействии волн с направлением колебаний в плоскости двупреломление слишком мало, чтобы обеспечить соотношение необходимое для выполнения условия синхронизма. Реализация условия синхронизма в широком интервале частот возможна в плоскости

В плоскости величина

Рис. 12.3. Зависимость угла синхронизма 0 от длины волны накачки для кристаллов КТР: Ф - угол между волновой нормалью и осью х в плоскости

в интервале длин волн мкм близка к нулю, что определяет частотную некритичность условий синхронизма в этом интервале дайн волн.

Исследования, проведенные на порошках, показывают влияние примесей на нелинейные характеристики кристаллов КТР. В большинстве случаев легирование приводило к снижению коэффициентов нелинейности. Например, легирование серебром до (мол.) снижало нелинейность на порядка. Влияние примесей на нелинейные свойства КТР объясняется изменением в присутствии примеси углов между связями . В частности, при легировании КТР серебром ионы в основном располагаются в позициях Близость к цепочкам приводит к уменьшению угла между связями от 135,5 до 129,5 град. Это меняет поляризуемость связей и уменьшает нелинейность кристаллов. Из более чем двух десятков изоструктурных композиций интенсивности второй гармоники сравнимую с КТР показывают составы, в которых ионы замещаются ионами или , а ионы ионами Существенное возрастание нелинейности по сравнению с кристаллами КТР показывают кристаллы Эффективный коэффициент нелинейности на и электрооптические коэффициенты на больше, чем Этот эффект позволяет полагать, что на нелинейность влияют не только связи, но и группы вносят свой вклад [18]. Изменения в группе при замещении Р на могут оказать влияние на геометрию связей и вследствие этого на нелинейность [39].