ФГБОУ Кубанский государственный университет

Программа Стратегического развития

Направление 1. Компонентная база оптоэлектроники и инфокоммуникационные технологии

Тема: Создание градиентных PPLN преобразователей

Цель проекта

• создание PPLN преобразователя на основе градиентных кристаллов ниобата лития предназначенного для преобразования лазерного излучения из одной спектральной области в другую спектральную область.

Реализованные задачи проекта:

• получены объекты исследований – монокристаллы градиентного ниобата лития с нефоторефрактивной примесью и с градиентами концентраций лазерных ионов.

• монокристаллические слитки для создания полированной пластины, исходной для создания PPLN.

• изготовлен фотошаблон для полированных пластин• изготовлены PPLN-структуры различной толщины и длины• проведены комплексные спектрально-люминесцентные

исследования образцов монокристаллов.• получен макет градиентного PPLN преобразователя

Технические характеристики PPLN преобразователя градиентные кристаллы ниобата лития

• 1).высокое оптическое качество (однородность)• 2).низкая коэрцитивная сила, прикладываемая для

переориентации доменов – не более 8-10 кВ/мм• 3).высокая оптическая стойкость к лазерному

излучению – не менее 300 МВт/см2 при длительности импульса 10 нс на длине волны 1,064 мкм

Экспериментальный образец преобразователя должен:• 1).обладать размерами от 5 мм длиной и 0,5 мм

толщиной• 2).обладать периодом доменной структуры от 5 до 30

мкм• 3).работать с лазерами накачки с длинами волн

1,064мкм или 0,976 мкм

Лабораторное оборудование по получению монокристаллов

Оптическое качество (однородность) градиентных кристаллов

по ИК спектрам колебаний ОН- групп

Оценка фоторефрактивной стойкости пластин для PPLN

Внешний вид маски-фотошаблона и нанесенный на кристаллическую пластину с ее помощью фоторезист в

виде периодической структуры

Пластины из градиентного ниобата лития для PPLN

преобразователя

Оборудование для исследований преобразователя в ТГц диапазоне терагерцовый спектрометр TERA K15

производства Menlo Systems, ФРГ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ• Из выращенных градиентных кристаллов ниобата лития, вырезаны и отполированы до

оптического качества кристаллические пластины для изготовления PPLN-преобразователей, оптическими методами проведена оценка однородности пластин;

• Рассчитана маска фотошаблона для создания преобразователей оптического излучения, период маски равен 29 мкм и при накачке такого преобразователя излучением лазера с длиной волны 1,053 мкм возможно получение излучения в области 1,5 мкм и 3,8 мкм;

• Подобраны технологические режимы нанесения фоторезиста на пластину для преобразователя оптического излучения с помощью фотошаблона;

• Запущен лабораторный стенд и апробирован процесс переориентации пластин площадью 0,785 см2, вырезанной из кристалла ниобата лития, толщиной 1 мм при значении разности потенциалов, прикладываемой к пластине 8-12 кВ, пропуская электрический ток 10 мкА в течение 11 с.

• Подобран технологический режим и схема приложения разности потенциалов необходимой для переориентации доменов в преобразователе оптического излучения;

• Изготовлен макет PPLN-преобразователя излучения на периодических доменных структурах в ниобате лития для исследования преобразования в том числе и в терагерцовом диапазоне;

• Предложено совершенствование лабораторного стенда - сопряжения его с компьютером и управлением величиной подаваемой разности потенциалов и величиной тока и временем пропускания тока с ПК.

Спасибо за внимание!