Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

Введение В нелинейно-оптическом монокристалле ниобата лития (LiNbO 3 ) под воздействием, например, импульсного лазерного излучения в процессе абляции или при снятии механических напряжений путем трещинообразования возможно возникновении в структуре кристалла необратимых изменений. Особенности возникновения и поведения подобных систем обратимых и необратимых дефектов в кристаллах LiNbO 3 чрезвычайно актуально поскольку непосредственно влияет на возможность их использования для практических приложений. В данной работе выполнены сравнительные исследования формирования систем обратимых и необратимых упорядоченных дефектов в кристаллах ниобата лития как проявления принципов термодинамики неравновесных процессов в конденсированном веществе, происходящих в кристаллах LiNbO 3 различного химического состава под воздействием энергии лазерного излучения различной длины волны и механических напряжений. Показано, что в кристаллах ниобата лития диссипация энергии воздействия сопровождается формированием тем или иным образом упорядоченной системы дефектов. В работе исследовано влияние эффекта фоторефракции на образование лазерно-индуцированных дефектов в стехиометрическом кристалле LiNbO зстех. , формирование упорядоченных дефектных структур при лазерной абляции в кристаллах LiNbO 3 : Cu (0,57) : Gd (0,07 мас. %) и LiNbO 3 : Mg (0,69 мас. %), дефектообразования при диссипации механических напряжений в кристалле LiNbO 3 : Zn (2 мас. % в кристалле), B (0,1 мас. % в расплаве). Причем кристаллы двойного легирования LiNbO 3 : Zn (2 мас. % в кристалле), B (0,1 мас. % в расплаве) изучены впервые. Методика эксперимента Кристаллы были выращены методом Чохральского из расплава с 58,6 мол. % Li 2 O. Кристаллы LiNbO 3 : Cu (0,57) : Gd (0,07 мас. %), LiNbO 3 : Mg (0,69 мас. %) были выращены из расплава конгруэнтного состава. Особенности выращивания монокристаллов подробно описаны в работах [1, 2]. Кристалл LiNbO 3 : Zn (2 мас. % в кристалле) : B (0,1 мас. % в расплаве) был также выращен из расплава конгруэнтного состава, содержащего 0,1 мас. % бора. При этом концентрация бора в кристалле LiNbO 3 : B составляла ~ 10 -4 мас. % [3]. Образцы для исследований имели вид параллелепипедов 7 х 6 х 5 мм. Эффект фоторефракции возбуждался линией 532 нм лазера MLL-100 на Y : Al -гранате. Изображение регистрировалось цифровой фотокамерой SONY NEX-F3 непосредственно на выходной грани кристалла. Цветное изображение статического кругового рассеяния в программе Gimp 2.7 было переведено в режим оттенков серого для унификации освещенности каждого кадра. Лазерная абляция монокристаллов LiNbO 3 : Cu (0,57) : Gd (0,07 мас. %) и LiNbO 3 : Mg (0,69 мас. %) осуществлялась в результате испарения части вещества с поверхности объемных образцов лазерной системой вскрытия UP-266 MACRO (New Wave, США) с помощью излучения одной из мод Nd : YAG лазера (Х о = 266 нм). При лазерной абляции кристалла LiNbO 3 : Cu (0,57) : Gd (0,07 мас. %) частота генерирования излучения составляла 10 Гц, длительность импульса 4 нс, диаметр лазерного луча контролировался и имел строго ограниченные размеры (~ 20 рм) при 100 % используемой мощности, что соответствовало плотности энергии ~ 6,1 Дж/см 2 . При лазерной абляции кристалла LiNbO 3 : Mg (0,69 мас. % в кристалле) параметры лазерного излучения были следующие: частота 191