Нецентросимметричные кристаллы

Появление поляризации в диэлектрике под действием механических напряжений называют прямым пьезоэффектом. Кроме прямого пьезоэффекта существует и обратный. Он заключается в том, что при наложении внешнего электрического поля кристалл несколько сжимается или расширяется. Пьезоэффект наблюдается во всех нецентросимметричных кристаллах. Под действием механических напряжений происходит смещение заряженных частиц и, таким образом, возникает дипольный момент. Смещение частиц в кристаллах с центром симметрии не приводит к появлению поляризованного состояния, так как в этом случае в силу наличия центра симметрии происходит электрическая компенсация моментов, образованных за счет смещения положительно и отрицательно заряженных частиц. [c.295]

В общем случае, как мы видели в гл. 4, напряженное состояние характеризуется тензором второго ранга с девятью компонентами. В то же время поляризуемость Р —это вектор, описываемый тремя компонентами. Экспериментально установлено, что, когда произвольное напряжение действует i a нецентросимметричный кристалл, каждая компонента поляризуемости Pi линейно связана со всеми компонентами тензора напряжений ац [c.296]

Фазовые М. с. на основе эффекта Поккельса используют линейное изменение показателя преломления нецентросимметричных кристаллов в зависимости от величины электрич. поля , в к-ром находится кристалл [c.179]

Теперь можно установить связь между тензором нелинейной восприимчивости 8,,k и тензором поляризационного потенциала в нецентросимметричных кристаллах, предполагая, что остается постоянным в области [c.353]

Подобно электромеханическим эффектам (пьезоэффекту и электрострикции, см. 5.1), электрооптический эффект может быть линейным (эффект Поккельса) или квадратичным (эффект Керра). Квадратичный эффект, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как линейный электрооптический эффект имеет место только в нецентросимметричных кристаллах или текстурах (подобно пьезоэффекту). [c.197]

В нецентросимметричных кристаллах и текстурах зависимость е от может быть линейной (рис. 25.1, кривая 2). В этом случае изменения компонент поляризационных констант а,- I = 1, 2, 6) прямо пропорциональны компонентам напряженности поля [c.255]

Центросимметричные кристаллы и изотропные среды, в которых зависимость е от Е симметрична и не зависит от знака Е (см. рис. 25.1), могут генерировать лишь нечетные гармоники начиная с третьей, тогда как нецентросимметричные — четные начиная со второй. Так как амплитуда генерируемых гармоник быстро убывает с ростом их номера, то практический интерес для нелинейной оптики представляют в основном нецентросимметричные кристаллы тех же классов, которые используются в электрооптике. [c.265]

Каскадное ГПР. В нецентросимметричных кристаллах квадратичное по интенсивности накачки рассеяние может иметь место также и за счет двухступенчатых (каскадных) процессов, при которых свет обычного ПР до выхода из кристалла взаимодействует с накачкой еще раз [c.35]

Кроме того, в нецентросимметричном кристалле поле сигнала возбудит поляризацию на холостой частоте за счет квадратичной поляризуемости [c.217]

Первый из них — управляемый импульсом напряжения от нескольких сот до нескольких тысяч вольт затвор на основе электрооптического эффекта (ячейка Поккельса 5 — рис. 1.96 ). Его действие основано на линейном электрооптическом эффекте Поккельса, возникающем в нецентросимметричных кристаллах при наложении электростатического напряжения. Наведенная электрическим полем искусственная анизотропия приводит к изменению состояния поляризации излучения, проходящего сквозь кристалл на глухое заднее зеркало б, и, следовательно, к просветлению системы из скрещенных поляризатора 7 и анализатора 8. Быстродействие такого затвора ограничено только крутизной фронта управляющего высоковольтного импульса и на практике составляет от 1 до 5-10 НС. [c.33]

Теперь мы можем получить коэффициенты с эфф для всех четырех случаев, описываемых соотношениями (3.6) — (3,9) для любого из 13 одноосных нецентросимметричных кристаллов разных классов симметрии. Результаты расчета приведены в табл, 3.1а, б Для каждого класса мы приводим четыре выражения два для взаимодействия между двумя е-лучами и одним о-лучом и два для взаимодействия между двумя о-лучами и одним е-лучом. [c.85]

В разделе рассмотрено расположение молекул в элементарных ячейках некоторых кристаллов. Все рассматриваемые кристаллы, кроме одного, нецентросимметричны и в той или иной степени используются для генерации второй гармоники излучения лазеров. Приводимые ниже данные об их строении использовались для вычисления нелинейных поляризуемостей по формулам (43), (45), (46). Рассмотрение структур кристаллов помогает выявлению корреляции между нелинейной восприимчивостью и гиперполяризуемостью. [c.69]

Рис. 25.1. Диэлектрическая нелинейность в центросимметричных (/) и нецентросимметричных (2) кристаллах

В нецентросимметричных кристаллах процесс четырёхволновой спектроскопии является интерференцией прямого (собственно эффекта четырёхволновой спектроскопии с участием кубич. нелинейной восприимчивости) и каскадного (два последоват. процесса трёхволновой спектроскопии с участием нелинейной восприимчивости 2-го порядка) процессов. Последний процесс идёт с генерацией на первом этапе эл.-магн. волны промежуточной частоты, напр. разностной Шр = = с — 0)2 (её волновой вектор кр на рис. 6), а на втором — сигнальной волны путём смешения одной из [c.309]

Множитель 6 в (13.4.2) обусловлен числом различных возможных способов, с помощью которых можно получить комбинацию (ш2) (шз) (ш4) в (13.4.1). В отличие от коэффициента второго порядка который не равен нулю лишь в нецентросимметричных кристаллах, коэффициент не равен нулю в любой среде, включая изотропные материалы (газы, жидкости, стекла), а также кубические кристаллы. Однако форма тензора x t/ определяется симметрией точечной группы среды. Эти тензоры для различных случаев симметрии табулированы в книге Хеллворта [8]. В этой книге рассматриваются подробно различные физические явления, которые связаны с оптическими нелинейностями третьего порядка. [c.594]

Стандартные геометрии записи-считывания пропускаюш,их голограмм [10.221] совпадают с традиционными ориентациями кубических нецентросимметричных кристаллов в поперечных электро-оптических модуляторах [10.11—10.13]. Образец вырезается в кристаллографической плоскости (ПО) в плоскости падения лежит либо ось [001], либо ось [ПО] собственные направления поляризации световых лучей, при которых наблюдается дифракция с сохранением направления поляризации, аналогичны приведенным на рис. 5.11. В [10.229—10.231] показано, что при К II [ПО] использование считывающих пучков Я- или -поляризации позволяет наблюдать [c.286]

В некоторых нецентросимметричных кристаллах при изменении температуры наблюдается пироэлектрический эффект возникает электрическое напряжение, полярность которого изменяется в зависимости от того, нагревается кристалл или охлаждается Ei = qiAT, где дг — вектор пироэлектрического коэффициента (см. табл. 1.1). Пироэлектричество обусловлено спонтанной (самопроизвольной) поляризацией таких кристаллов (пироэлектриков). В равновесном состоянии при неизменной температуре электрическое поле, сопутствующее спонтанной поляризации, не проявляется, так как оно экранировано электрическими зарядами, лритекаю-щими к пироэлектрику из внешней среды или за счет электропроводности кристалла. Однако при изменении температуры изменяющаяся спонтанная поляризованность не успевает скомпенсировать-ся, вследствие чего и наблюдается пироэффект. [c.23]

Важнейшими электрооптическими эффектами являются эффекты Поккельса и Керра (линейный и квадратичный). Эффект Керра, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как эффект Поккельса имеет место только в нецентросимметричных кристаллах (подобно пьезоэффекту). Оба эффекта широко используются в технике оптической связи и приборостроении для модуляции, переключения и других видов электрического управления световыми сигналами. Электрическое поле изменяет также коэффициент отражения света электроотражение — один из современных методов исследования оптических и динамических свойств кристаллов. [c.29]

Для того чтобы получить численное решение матричного уравнения (10.7), подчиняющееся граничным условиям, для диагона-лизации матрицы М можно использовать любую из стандартных программ, имеющихся для современных цифровых компьютеров. Среди других использовались программы, основанные на методах Якоби и QR. Когда элементы матрицы комплексны, задача при наличии поглощения сильно усложняется, если не сделаны упрощающие предположения, основанные на относительной малости мнимых компонент. Однако именно для решения полной задачи нецентросимметричного кристалла с поглощением количество вычислений не находится за пределами возможностей средней вычислительной машины, для которой задача 50 пучков, включающая диагонализацию матрицы 50x50, занимает несколько минут [140]. [c.227]

Механические и электрические переменные в нецентросимметричных кристаллах связаны между собой линейно. Коэффициентом пропорциональности является совокупность пьезомодулей или пьезоконстант [c.265]

Такой экспериментальный метод можно назвать /г-снектроско-пией . К нему относится и метод активной спектроскопии поляритонов, использующий вынужденные когерентные процессы в нецентросимметричных кристаллах (см., например, [105, 169—171].) Де-Мартини и Кофине [169] первые применили этот метод (названный ими спектроскопия в f -пространстве ) для исследования поляритонов в арсениде галлия. [c.190]

Магнитострикция и пьезомагнетизм — магнитные аналоги электрострикции и пьезоэлектричества. Первый эффект соответствует появлению деформации, не зависящей от знака приложенного магнитного поля (следовательно, это — квадратичный эффект по полю), второй — появлению в некоторых нецентросимметричных кристаллах намагниченности при их деформации.. Естественный пьезомагнетизм редко наблюдается для него необходимо редко встречающееся сочетание подходящих кристаллографической и магнитной симметрий. Магнитострикция, которую имеют многие ферромагнетики (например, никель, иттрий-железные гранаты), находит применение в магнитострикционных преобразователях. Магнитострикция является причиной многих интересных взаимодействий одним из них является влияние-внутренних деформаций вследствие структурных дефектов на кривую намагничивания ферромагнетика. Другое важное явление в магнитоупорядоченных кристаллах (ферромагнетиках,, ферримагнетиках), которое будет далее рассматриваться в гл. 6,. состоит в появлении связи между колебаниями в поле деформации кристалла и в спиновой системе. Этот эффект взаимодействия между упругими и спиновыми волнами называется магнон-фононным взаимодействием, так как на языке физики твердого тела фононы — это воображаемые частицы, связанные с акустическими или упругими волнами соотношением де Бройля волновой механики. Возможность такого взаимодействия следует из того, что, как показывается в квантовой статистической физике, как фононы, так и магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Вероятность встретить такое взаимодействие-увеличилась после открытия в 1956 г. нового типа ферромагнитных материалов — редкоземельных железных гранатов, среди. которых иттрий-железный гранат — наиболее хорошо известный представитель. [c.55]

С помощью поворота координат (это преобразование называется приведением квадратичной формы к главным осям) всегда можно найти новую систему главных осей. Размеры и ориентация эллипсоида (7.2.3) зависят, разумеется, от направления приложенного поля, а также от 18 матричных элементов. Выще мы уже доказали, что в кристаллах, обладающих центром инверсии (центросим-метричностью), = 0. Вид тензора (но не его величина) может быть получен из соображений симметрии, которые позволяют установить, какие из 18 коэффициентов равны нулю, и найти соотношения между остальными коэффициентами. В табл. 7.2 представлены электрооптические тензоры для всех нецентросимметричных кристаллических классов, а в табл. 7.3 перечислены электрооптические коэффициенты для некоторых кристаллов. [c.244]

Наиболее плотной упаковке всех молекул, кроме оптически активных, соответствует группа P2ij , обладающая центром инверсии, К зтой группе относится 58,5% всех изученных кристаллов, состоящих из центросимметричных молекул, и более 30% кристаллов, состоящих из нецентросимметричных молекул. [c.68]

Следующая по плотносга упаковки и по числу известных кристаллов — rpynnaP2i2i2i.k этой группе относятся многие кристаллы, состоящие из нецентросимметричных молекул, и почти все кристаллы из оптически активных молекул. Последние могут кристаллизоваться также в группе P2i. [c.68]

Все остальные кристаллы, рассматриваемые в данном разделе, отюсятся к нецентросимметричному классу пгт2н имеют сравнительно малые нелинейные восприимчивости. [c.73]

Перейдем к рассмотрению кристаллов др>того нецентросимметричного класса орторомбической сингонии - 222. Поляризаш1Я преобразованного излучения при выполнении условий Клейнмана имеет вид [c.167]

В последнее время особый интерес исследователей привлекают полупроводниковые фоторефрактивные кристаллы GaAs, 1пР, dTe, что обусловлено возможностью перехода в инфракрасный диапазон спектра и заметного убыстрения процессов формирования голограмм. Таблица основных электрооптических характеристик наиболее перспективных с этой точки зрения нецентросимметричных кубических полупроводников, принадлежащих точечной группе 43т, приведена в [10.294, 10.295] (табл. 10.7). Достаточно подробная сводка других данных по этим кристаллам представлена в обзоре [10.296]. [c.291]

В твердых диэлектриках, обладающих нецентросимметричной структурой, за счет внутренних электрических полей электро-стрикционное деформированное состояние является основным и равновесным. В этом случае во внешнем поле наблюдается линейный электромеханический эффект, при котором деформация пропорциональна первой степени поля (нечетный эффект) хш = = dhlmEtn, где dhim — тензор третьего ранга — пьезомодуль (см. табл. 1.1). Этот эффект также обратим при Ет=0 хы = 0. Как видно из рис. 1.7,в, знак механической деформации при линейном эффекте изменяется при перемене полярности Ет, а сам эффект может быть выражен гораздо сильнее, чем электрострикция. Линейный электромеханический эффект называется обычно обратным пьезоэффектом (прямой пьезоэффект заключается в появлении поляризации при механическом сжатии или растяжении кристалла). [c.21]

Как правило, диэлектрики, преобразующие энергию и информацию и применяемые в современной электронике, характеризуются нецентросимметричной структурой [17—22]. Двадцать классов ацентричных кристаллов потенциально обладают пьезоэлектрическими и линейными электрооптическими свойствами, из них [c.35]

Представляют интерес хорошие генерационные характеристики застеклованных концентрированных сред на КНФС (см. табл. 7.15) по сравнению с традиционными силикатными лазерными стеклами типа КГСС и близкими к ним. Дополнительной особенностью таких материалов, как НАБ и КНП (калиевый аналог ЛНП), является нецентросимметричность, открывающая дополнительные возможности их использования в нелинейной и интегральной оптике, что будет подробнее рассмотрено в 7.9. Возможность изоморфного встраивания в решетку кристаллов типа НАБ ионов хрома [111, И4], обеспечивающих эффективное поглощение излучения накачки н перенос ее на возбужденные ионы неодима, открывает, в частности, перспективы солнечной накачки и подчеркивает энергетические преимущества новых КЛС по сравнению с ранее известными легированными лазерными материалами. [c.234]

Сегнетова соль в параэлектрической модификации (выше +24 и ниже — 18°) принадлежит к ромботетраэдрическому классу 222 ромбической системы. Будучи в этой модификации нецентросимметричной, сегнетова соль обладает пьезоэлектрическими свойствами, и матрица пьезомодулей этого кристалла имеет три независимых коэффициента (см. табл. 5 и установку кристалла на рис. 60) и только сдвиговый пьезоэффект [c.143]

Перовскитовые центросимметричные антисегпетоэлек-трики пьезоэффектом обладать не должны. То обстоятельство, что сообщалось о пьезоэффекте в РЬ2гОд (хотя и не с большой достоверностью), должно свидетельствовать о нецентросимметричности этого кристалла в параэлектрической кубической модификации. Так, например, кубические кислородно-октаэдрические антисегнетоэлектрики, принадлежащие к классам АЗт и 23, должны обладать пьезосвойствами. [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...