Анотація до роботи:

Кайдан М.В. Просторовий розподіл фотопружності та акустооптичних параметрів в пристроях оптоелектроніки на прикладі одновісних b-BaB₂O₄ та двовісних Cs₂HgCl₄ кристалів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню просторового розподілу індукованих оптичних ефектів на прикладі одновісних b-BaB₂O₄ та двовісних Cs₂HgCl₄ кристалів.

Розроблено методику побудови вказівних поверхонь ефектів, що описують зміну оптичних характеристик для кристалів різних класів симетрії. Отримано рівняння та побудовано вказівні поверхні фотопружного ефекту на прикладі двовісних кристалів Cs₂HgCl₄. Для одновісних кристалів b-BaB₂O₄ побудовано вказівні поверхні пружнооптичного ефекту, для яких визначено екстремальні значення та ступінь анізотропії.

Запропоновано методику дослідження просторового розподілу акустооптичних параметрів. На прикладі кристалів b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄ побудовано вказівні поверхні ефективних пружнооптичних постійних і коефіцієнтів акустооптичної якості М₂ та їх стереографічні проекції для випадків ізотропної та анізотропної акустооптичних дифракцій, а також побудовано поверхні швидкостей для всіх трьох типів акустичних хвиль. Проведено аналіз та визначено екстремальні значення всіх побудованих поверхонь акустооптичних параметрів. Виявлено, що кристали
b-BaB₂O₄ найбільш ефективно використовувати в акустооптичних пристроях при анізотропній дифракції на поперечній акустичній хвилі (М₂=40,110^-15 с³/кг) та кристали Cs₂HgCl₄ (М₂=116
10^-15 с³/кг) при ізотропній дифракції на поздовжній акустичній хвилі.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню просторового розподілу фотопружного ефекту та акустооптичних параметрів кристалів b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄. На основі вказівних поверхонь розвинуто метод дослідження просторового розподілу акустооптичних параметрів та ефектів, що описують зміну оптичних характеристик під дією зовнішніх полів для кристалічних матеріалів різної симетрії. Наукове значення результатів роботи полягає у вивченні та проведеному аналізі просторового розподілу фотопружного ефекту та акустооптичних параметрів кристалів b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄. Практичне значення проведених досліджень полягає в можливості підвищення ефективності використання та оцінки перспективності застосування кристалів різних класів симетрії в оптоелектронних пристроях. Проведені дослідження показали, що кристали b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄ характеризуються високими коефіцієнтами акустооптичної якості М₂, що свідчить про перспективність використання їх в акустооптичних пристроях.

Таким чином, до основних висновків роботи слід віднести:

1. За допомогою вказівних поверхонь проведено аналіз просторового розподілу фотопружного ефекту в одновісних b-BaB₂O₄ та двовісних Cs₂HgCl₄ кристалах. Визначено ступінь анізотропії для цих поверхонь, який, як виявлено, для пружнооптичного ефекту є меншим у порівнянні з п’єзооптичним ефектом. Знайдено, що максимальні значення вказівних поверхонь фотопружного ефекту в кристалах Cs₂HgCl₄ спостерігаються вздовж головних кристалофізичних осей.

2. На основі апробації методу двократних вимірювань на кристалах b-BaB₂O₄ показано, що даний метод дозволяє зменшити похибки вимірювань п’єзооптичних коефіцієнтів у порівнянні з методом однократних вимірювань.

3. Проведено дослідження просторового розподілу акустооптичних параметрів для випадків ізотропної та анізотропної дифракцій на всіх трьох типах акустичної хвилі для кристалів b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄. На основі аналізу просторового розподілу акустооптичних параметрів виявлено, що ефективна пружнооптична постійна в більшості випадків має переважаючий вплив на просторовий розподіл коефіцієнта акустооптичної якості М₂ в порівнянні з швидкостями акустичних хвиль.

4. Визначено екстремальні значення всіх побудованих поверхонь акустооптичних параметрів кристалів b-BaB₂O₄ та Cs₂HgCl₄ для ізотропної та анізотропної дифракцій. Встановлено, що максимальні значення вказівних поверхонь коефіцієнтів акустооптичної якості М₂ досліджуваних кристалів при ізотропній дифракції на поперечній акустичній хвилі є більшими у випадку q=2.

5. Виявлено, що кристали b-BaB₂O₄ ефективно використовувати в акустооптичних пристроях при анізотропній дифракції на поперечних акустичних хвилях, а кристали Cs₂HgCl₄ - при ізотропній дифракції на поздовжній акустичній хвилі. Найбільшим значенням коефіцієнта акустооптичної якості М₂ для кристалів b-BaB₂O₄ є М₂=40,110^-15 с³/кг при анізотропній дифракції у випадку поширення акустичної хвилі (q=1) в напрямку, що відповідає кутовим сферичним координатам q=90, j=0, а напрям поляризації падаючої світлової хвилі - q=4, j=90; для кристалів Cs₂HgCl₄ найбільшe значення коефіцієнта акустооптичної якості становить: М₂=116
10^-15 с³/кг при ізотропній дифракції на поздовжній акустичній хвилі, коли напрями поляризації падаючої світлової хвилі та поширення акустичної хвилі: q=88,4, j=-0,03 та q=59, j=89, відповідно.

Публікації автора:

1. Андрущак А.С., Бобицький Я.В., Гнатик Б.І., Кайдан М.В., Мицик Б.Г. Метод двократних вимірювань для заповнення матриць фотопружного ефекту кристалів різних класів симетрії. Апробація методу на прикладі кристалів b-BaB₂O₄ // Вісник Львів. Ун-ту. Сер. Електроніка. - 2002. - №455. - С. 110-120.

2. Кайдан М.В., Андрущак А.С., Климаш М.М., Кітик А.В., Бобицький Я.В. Вказівні
поверхні індукованих оптичних ефектів для двовісних кристалів // УФЖ. - 2003.– Т. 48, №10. -
С. 1104-1109.

3. Andrushchak A.S., Bobitski Ya.V., Kaidan M.V., Adamiv V.T., Burak Y.V., Mytsyk B.G. Photoelastic properties of the beta barium borate crystals // Optica Applicata. - 2003. - Vol. 33, №2-3. - P. 346-357.

4. Andrushchak A.S., Bobitski Ya.V., Kaidan M.V., Tybinka B.V., Kityk A.V., Schranz W. Spatial anisotropy of photoelastic and acoustooptic properties in b-BaB₂O₄ crystals // Optical Materials.-2004. - Vol.27. - P. 619-624.

5. Andrushchak A.S., Bobitski Ya.V., Kaidan M.V., Mytsyk B.G., Kityk A.V., Schranz W. Two-fold interferometric measurements of piezo-optic constants: application b-BaB₂O₄ crystals // Optics & Laser Technology. - 2005. - Vol.37. - P. 319-328.

6. Андрущак А.С., Бобицький Я.В., Кайдан М.В., Тибінка Б.В. Просторовий аналіз ізотропної та анізотропної дифракцій світла на поперечних акустичних хвилях в кристалах бета-борату барію // УФЖ. - 2005.– Т. 50, №1. - С. 26-33.

7. Андрущак А.С., Бобицький Я.В., Кайдан М.В., Кітик А.В., Тибінка Б.В. Методика вивчення просторової анізотропії акустооптичного ефекту на прикладі кристалів бета борату барію // Вісник Львів. Ун-ту. Сер. Електроніка. - 2004. - №513. - С. 158-166.

8. Kaidan M., Zadorozhna A., Andrushchak A., Kityk A., Vlokh O. The indicative surfaces for biaxial crystals. An example of piezooptical effect for Cs₂HgCl₄ crystals // Abstract of International Meeting on Parametric Optics (PARAOPT-2001). - Lviv (Ukraine). - 17-19 September, 2001. - P. 45.

9. Andrushchak A.S., Kaidan M.V., Bilobran Yu.G., Bobytski Ya.V. Spatial distribution of elasto- and acoustooptic effects in b-BaB₂O₄ crystals // Abstracts of The 10-th European Meeting on Ferroelectricity (EMF 2003). – Cambridge (UK). - 3-8 August, 2003. – Journal of Conference (Abstracts). -Vol. 8, №1. - P. 61.

10. Kaidan M., Zadorozhna A., Bilobran Y., Andrushchak A., Klymash M., Kityk A. Anisotropy of piezo-, elasto- and acoustooptic properties of incommensurate Cs₂HgCl₄ crystals as perspective acoustooptic material // Abstracts of The 10-th European Meeting on Ferroelectricity (EMF 2003). – Cambridge (UK). - 3-8 August, 2003. – Journal of Conference (Abstracts). - Vol. 8, №1. - P. 167.

11. Kaidan M.V., Tybinka B.V., Klymash M.M., Andrushchak A.S., Bobytski Ya.V. Complete 3D-analysis method of spatial anisotropy of acoustooptical interaction for example of b-BaB₂O₄ crystals // Proceeding of 6-th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM 2004). - Kharkiv (Ukraine). – 6-9 September 2004. - P. 324.

12. Кайдан М.В., Тибінка Б.В., Андрущак А.С., Бобицький Я.В. Аналіз просторової анізотропії пружнооптичного ефекту та акустооптичних параметрів для двовісних кристалів Cs₂HgCl₄ // Ювілейна наукова конференція, присвячена 25-річчю кафедри нелінійної оптики. – Львів, Україна.– 23-24 вересня 2004. - С. 40.

13. Kaidan M.V., Tybinka B.V., Andrushchak A.S., Bobytski Ya.V. Spatial anisotropy study method of acoustooptic effect in biaxial crystals for example of the Cs₂HgCl₄ crystals // Third International Young Scientists Conference, Problems of Optics & High Technology Material Science
SPO 2004. – Kyiv (Ukraine). – 28-30 October 2004. - P. 123.

14. Кайдан М.В., Тибінка Б.В., Андрущак А.С., Бобицький Я.В. Дослідження просторової анізотропії акустооптичних параметрів в двовісних кристалах на прикладі кристалів Cs₂HgCl₄ // Відкрита науково-технічна конференція Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету “Львівська політехніка” з проблем електроніки. – Львів (Україна). – 5-7 квітня 2005. - C. 21.

sСПИСОК ЦИТОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. – М.: Радио и связь, 1985. – 280 с.