RESEARCH OF LiNbO3:Zn CRYSTALS BY THE METHOD OF FRACTAL ANALYSIS OF THE RAYLEIGH PHOTOINDUCED LIGHT SCATTERING PATTERN
Abstract
Method of fractal analysis was used to investigate the pattern of Rayleigh photoinduced light scattering (PILS) in a series of single crystals LiNbO3: Zn (0.018-0.88 wt.%) that were grown from a congruent melt and are promising nonlinear optical materials with low values of the photorefraction effect and the coercive field. A comparative analysis of the results obtained by the method of fractal analysis and Raman spectroscopy was fulfilled. The extremes of the time dependence of the fractal dimension of the various layers of the PILS speckle structure were found, indicating changes in the concentration of the laser-induced defects in a photorefractive crystal. A non-linear dependence of the rate of change of the laser-induced defects concentration on the concentration of Zn in the crystal was found. Among the congruent lithium niobate crystals doped with zinc, the form with the most ordered structure was found.
About the Authors
N. V. Sidorov
Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Material
Russian Federation
Russian Federation
D. V. Manukovskaya
Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Material
Russian Federation
Russian Federation
M. N. Palatnikov
Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Material
Russian Federation
Russian Federation
References
1. В. В. Обуховский, В. В. Лемешко. Письма в ЖТФ, 11 (1985) 1389-1393
2. В. В. Обуховский, А. В. Стоянов, В. В. Лемешко. Квант. электрон., 14, № 1 (1987) 113-121
3. В. В. Обуховский, А. В. Стоянов. Опт. и спектр., 58, № 2 (1985) 378-385
4. В. И. Строганов, Н. В. Марченков, А. В. Емельяненко. Опт. и спектр., 67, № 3 (1989) 982-985
5. В. А. Максименко, А. В. Сюй, Ю. М. Карпец. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития, Москва, Физматлит (2008)
6. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, В. Т. Калинников. Докл РАН, 441, № 2 (2011) 209-213 [N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov, V. T. Kalinnikov. Dokl. Phys. Chem., 441, N 1 (2011) 215-218; doi: 10.1134/S0012501611110029]
7. Н. В. Сидоров, А. В. Сюй, М. Н. Палатников, Д. В. Евстратова, Б. Н. Маврин. Опт. и спектр., 110, № 6 (2011) 916-922 [N. V. Sidorov, A. V. Syui, M. N. Palatnikov, D. V. Evstratova, B. N. Mavrin. Opt. Spectosc., 110, N 6 (2011) 864-870; doi: 10.1134/S0030400X11690026]
8. Н. В. Сидоров, А. В. Сюй, М. Н. Палатников, В. Т. Калинников. Докл. РАН, 437, № 3 (2011) 352-335 [N. V. Sidorov, A. V. Syui, M. N. Palatnikov, V. T. Kalinnikov. Dokl. Phys. Chem., 437, N1 (2011) 47-49; doi: 10.1134/S0012501611030067]
9. Н. В. Сидоров, Е. А. Антонычева, А. В. Сюй, М. Н. Палатников. Кристаллография, 55, № 6 (2010) 1079-1084 [N. V. Sidorov, E. A. Antonycheva, A. V. Syui, M. N. Palatnikov. Cryst. Rep., 55, N 6 (2010) 1019-1024; doi: 10.1134/S1063774510060192]
10. M. Aillerie, P. Bourson, M. Mostefa, F. Abdi, M. D. Fontana. J. Phys.: Conf. Ser., 416 (2013) 012001
11. M. N. Palatnikov, I. V. Biryukova, O. V. Makarova, N. V. Sidorov, V. V. Efremov, I. N. Efremov, N. A. Teplyakova, D. V. Manukovskaya. Springer Proc. Phys., 175 (2016) 87-99; doi: 10.1007/978-3-319-26324-3
12. Н. В. Сидоров, А. А. Яничев, М. Н. Палатников, А. А. Габаин, О. Ю. Пикуль. Опт. и спектр., 117, № 1 (2014) 76-85 [N. V. Sidorov, A. A. Yanichev, M. N. Palatnikov, A. A. Gabain, O. Yu. Pikoul. Opt. Spectrosc., 117 (2014) 72-81; doi: 10.1134/S0030400X14070224]
13. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, Н. А. Теплякова, А. А. Габаин, И. Н. Ефремов. Опт. и спектр., 120, № 4 (2016) 137-143 [N.V. Sidorov, M.N. Palatnikov, N.A. Teplyakova, A. A. Gabain, I. N. Efremov. Opt. Spectr., 120, N 4 (2016) 633-639; doi: 10.1134/S0030400X16040226]
14. Т. Р. Волк, Н. М. Рубинина. ФТТ, 33, № 4 (1991) 1192-1201
15. U. Schlarb, M. Woehlecke, B. Gather, A. Reichert, K. Betzler, T. Volk, N. Rubinina. Opt. Mater., 4 (1995) 791-795
16. Y. Zhang, Y. H. Xu, M. H. Li, Y. Q. Zhao. J. Crys. Growth, 233 (2001) 537-540
17. F. Abdi, M. Aillerie, M. Fontana, P. Bourson, T. Volk, B. Maximov, S. Sulyanov, N. Rubinina, M. Wöhlecke. Appl. Phys. B, 68 (1999) 795-799
18. Н. В. Сидоров, Т. Р. Волк, Б. Н. Маврин, В. Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны, Москва, Наука (2003)
19. А. В. Сюй, М. Н. Литвинова, П. С. Гончарова, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, В. В. Криштоп, В. В. Лихтин. ЖТФ, 83, № 5 (2013) 109-114 [A. V. Syuy, M. N. Litvinova, P. S. Goncharova, N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov, V. V. Krishtop, V. V. Likhtin. Tech. Phys., 58, N 5 (2013) 730-734; doi: 10.1134/S1063784213050241]
20. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, Н. А. Теплякова, А. А. Габаин, И. Н. Ефремов. Перспективные материалы, № 7 (2015) 5-14
21. М. Н. Палатников, Н. В. Сидоров, И. В. Бирюкова, О. Б. Щербина, В. Т. Калинников. Перспективные материалы, № 2 (2011) 93-97
22. М. Н. Палатников, И. В. Бирюкова, О. В. Макарова, В. В. Ефремов, О. Э. Кравченко, В. И. Скиба, Н. В. Сидоров, И. Н. Ефремов. Неорг. матер., 51, № 4 (2015) 428-432 [M. N. Palatnikov, I. V. Biryukova, O. V. Makarova, V. V. Efremov, O. E. Kravchenko, V. I. Skiba, N. V. Sidorov, I. N. Efremov. Inorg. Mater., 51, N 4 (2015) 375-379; doi: 10.1134/S0020168515040123]
23. B. Mandelbrot. The Fractal Geometry of Nature, Ed. W. H. Freeman, San-Francisco (1983)
24. R. M. Crownover. Introduction to Fractals and Chaos, USA, MA, Jones and Bartlett Publ. Inc. (1995)
25. H. Haken. Sinergetics, New York, Springer-Verlag (1978)
26. Ю. Л. Климонтович. Введение в физику открытых систем, Москва, Янус-К (2002)
27. Н. В. Сидоров, А. А. Крук, А. А. Яничев, М. Н. Палатников, В. Т. Калинников. Докл. РАН 459, № 1 (2014) 58-61 [N. V. Sidorov, A. A. Kruk, A. A. Yanichev, M. N. Palatnikov, V. T. Kalinnikov. Dokl. Phys. Chem., 459, N 1 (2014) 173-176; doi: 10.1134/S0012501614110025]
28. Н. В. Сидоров, Д. В. Мануковская, М. Н. Палатников. Опт. и спектр., 118, № 6 (2015) 108-117 [N. V. Sidorov, D. V. Manukovskaya, M. N. Palatnikov. Opt. Spectr., 118, N 6 (2015) 955-963; doi: 10.1134/S0030400X15060193]
29. Е. А. Антонычева. Структурный беспорядок в монокристаллах ниобата лития и его проявление в фоторефрактивном и комбинационном рассеянии света, автореф. дис. канд. физ.-мат. наук, Хабаровск (2012)
30. Н. В. Сидоров, А. А. Яничев, М. Н. Палатников, А. А. Габаин. Опт. и спектр., 116, № 1 (2014) 99-108 [N. V. Sidorov, A. A. Yanichev, M. N. Palatnikov, A. A. Gabain. Opt. Spectr., 116, N 2 (2014) 281-290; doi: 10.1134/S0030400X14010202]
Review
For citations:
Sidorov N.V., Manukovskaya D.V., Palatnikov M.N. RESEARCH OF LiNbO3:Zn CRYSTALS BY THE METHOD OF FRACTAL ANALYSIS OF THE RAYLEIGH PHOTOINDUCED LIGHT SCATTERING PATTERN. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2017;84(1):63-71. (In Russ.)
Views: 261
Email this article 