Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.673-677 УДК 535.015, 538.913 СТАТИСТИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ СЛОЕВ ФОТОИНДУЦИРОВАННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА, ВОЗБУЖДЕННОГО В КРИСТАЛЛАХ LiNbOs : Zn Д. В. Мануковская Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия Аннотация Фотоиндуцированное рассеяние света (ФИРС) в фоторефрактивном кристалле ниобата лития (LiNbO3) является источником информации о процессах, происходящих при взаимодействии кристалла и лазерного излучения. В частности, анализ фрактальной размерности картин ФИРС позволит выявить перераспределение лазерно-индуцированных дефектов в процессе облучения. Однако такая задача возможна при корректном выделении слоев картин ФИРС для последующего изучения. Приводится статистическое обоснование выделения 6 слоев из картин фотоиндуцированного и кругового рассеяния света, возбужденных в монокристаллах ниобата лития, легированных цинком в малых концентрациях LiNbO3 : Zn (0,018-2,05 мас. % ZnO). Ключевые слова: ниобат лития, фотоиндуцированное рассеяние света, статистический анализ. STATISTICAL SEPARATION OF PHOTOINDUCED LIGHT SCATTERING LAYERS EXCITED IN LiNbO 3 : Zn CRYSTALS D. V. Manukovskaya I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia Abstract Photoinduced light scattering (PILS) in photorefractive lithium niobate (LiNbO3) crystal is an important source of data on processes taking place at an interaction between the laser radiation and the crystal. Analysis of fractal dimension of PILS patterns can reveal redistribution of laser-induced defects during laser radiation. Thus, such problem can be solved if PILS layers are correctly separated for the further study. This paper provides a statistical justification for separation of 6 layers in photoinduced and round light scattering patterns excited in a lithium niobate singe crystals doped by low concentrations of zinc LiNbO3 : Zn (0,018-2,05 wt. % ZnO). Keywords: lithium niobate, photoinduced light scattering, statistical analysis. Введение Фоторефрактивный кристалл ниобата лития (LiNbO3) активно используется в качестве преобразователей, модуляторов лазерного излучения, а также как оптические затворы в оптоэлектронике, акустоэлектронике. Монокристаллический LiNbO 3 перспективен и как нелинейная лазерная среда [1]. При освещении фоторефрактивного кристалла LiNbO 3 видимым лазерным излучением перпендикулярно оптической оси Z в лазерном треке и области вокруг него вследствие эффекта фоторефракции возникают лазерно-индуцированные дефекты с измененным показателем преломления. Рассеянный на этих дефектах свет формирует картину фотоиндуцированного рассеяния света (ФИРС) и является мешающим фактором для использования, так как сильно деформирует фронт проходящей волны [1]. В кристаллах LiNbO3, в которых наблюдается подавление эффекта фоторефракции, в частности в номинально чистых конгруэнтных, ФИРС не раскрывается, а возникает только круговое рассеяние света. Картина ФИРС является многослойной спекл-структурой, ее динамика меняется во времени: происходит раскрытие индикатрисы ФИРС [2, 3]. Характерное время раскрытия в кристаллах c низким эффектом фоторефракции составляет 1-60 с. Картина ФИРС несет в себе информацию о перераспределении лазерно-индуцированных дефектов между слоями и перекачке энергии как между обыкновенным и необыкновенными лучами, так и между центром и периферией картины. В частности, динамика изменения фрактальной размерности слоев ФИРС позволила определить разные механизмы проводимости в кристаллах ниобата лития стехиометрического состава, выращенных по различным методикам [4], а для кристаллов, легированных цинком в малых количествах (LiNbO 3 : Zn 0,018-0,88 мас. %), позволила выявить 673