§ 5. ВАЖНЕЙШИЕ КРИСТАЛЛЫ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК СВЕТА

Вначале для эффективного преобразования основной волны во вторую гармонику широко применяли кристаллы KDP и ADP. В кристалле KDP значения показателя преломления на длине волны равны:

Значенияо угла фазового синхронизма составляют (для 1,06 мкм). Кристаллы KDP (или вырезанные в направлении обычно имеют длину 4 см, что обеспечивает КПД преобразования энергии основного пучка во вторую гармонику, равный 30% и более.

Примерно в десять раз эффективнее KDP оказался кристалл полученный в 1964 г. Миллером [21]. Кристалл с температурой плавления 1260 °С и плотностью обладает ромбоэдрической симметрией. Его показатели преломления равны: для мкм для мкм

Кристалл прозрачен в диапазоне от 0,4 до ~5 мкм. Коэффициенты нелинейной восприимчивости по отношению к кварцу таковы:

В 1967 г. Ван Уитерт и др. [22] вырастили кристалл обладающий очень высокой эффективностью в процессе ГВГ. Он относится к точечной группе . Его показатели преломления равны:

Коэффициенты нелинейной восприимчивости по отношению к кварцу:

Из условий симметрии Клейнмана следует, что Оптическая поляризация в трех основных направлениях равна

Гейсик и др. [23] также в исследовали кристалл (ниобат бария-натрия, обычно называемый бананом). Температура плавления этого кристалла равна плотность В области температур до 300 °С он имеет орторомбическую структуру» выше 300 °С — тетрагональную. Его основные параметры таковы:

Кристалл прозрачен в диапазоне от 0,4 до ~5 мкм. У него

Из условий симметрии Клейнмана следует, что . По отношению к кварцу

Курц и др. [24] измерили оптические параметры кристалла выращенного Холденом в лаборатории фирмы «Белл». Кристалл получен из водного раствора и обладает чрезвычайно высоким оптическим качеством. Он имеет орторомбическую структуру со следующими параметрами:

Условия симметрии Клейнмана:

Альфа-иодноватая кислота оптически активна, поворот плоскости поляризации составляет для для

По отношению к кварцу и ниобату лития имеем

Курц с сотрудниками исследовали также (порошковым методом) кристаллы, подобные а именно и показали, что в монокристаллической форме они должны

обладать высокими значениями нелинейных оптических восприимчивостей. Это предсказание было подтверждено годом позднее, когда Нат и Хоссел [25] вырастили из водного раствора крупные кристаллы (иодат лития). Кристаллы как и обладают высокой оптической активностью. Следующие компоненты тензора отличны от нуля:

Поэтому при ГВГ играют роль только компоненты По отношению к кварцу, кристалл имеет

Показатели преломления равны:

Угол фазового синхронизма . КПД в процессе ГВГ был примерно в 150 раз выше, чем на кристаллах KDP. На мкм угол фазового синхронизма уменьшается до 30°, зато КПД при ГВГ в 250 раз выше, чем на кристаллах KDP.

Нат с сотрудниками [26] вырастили кристаллы иодата лития с исключительной оптической однородностью. Скорость роста кристалла в растворе составляла лишь 0,5 мм в сутки. Несфокусированный пучок рубинового лазера с плотностью мощности возбуждал в кристалле длиной 11 мм вторую гармонику с плотностью мощности т. е. эффективность процесса ГВГ составляла 40%.

Следует также упомянуть ряд работ, выполненных в лаборатории фирмы «Белл» [27—29] и посвященных выращиванию и исследованию нелинейных кристаллов для эффективного преобразования инфракрасного излучения в видимое. Были выращены кристаллы типа и др. с примесью трехвалентных ионов иттербия, эрбия или гольмия.

Наконец, для генерации высших гармоник света применяют также жидкие кристаллы [30—32]. Однако их эффективность невелика по сравнению с такими кристаллами, как KDP или