Том 15, номер 01, статья № 9

Грибенюков А. И. Нелинейно-оптические кристаллы ZnGeP2: ретроспективный анализ технологических исследований. // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 01. С. 71-80.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

На примере нелинейно-оптического материала ZnGeP2 рассмотрены основные проблемы развития технологии получения оптических материалов для новых функциональных узлов в средствах и системах современного дистанционного мониторинга и представлены результаты исследований, выполненных лабораторией оптических кристаллов ИОМ СО РАН.
Показано, что исследования причин оптических потерь в кристаллах ZnGeP2 и последовательное их устранение обеспечивают достаточно надежное получение монокристаллов с высоким оптическим качеством, позволяющим их эксплуатацию в условиях экстремальной интенсивности оптических пучков рабочего излучения.
Дана краткая характеристика основных технологических и производственных возможностей лаборатории оптических кристаллов ИОМ СО РАН.

Список литературы:

  1. Armstrong J.A., Bloembergen N., Ducuing J., Pershan P.S.  Interaction between light waves in a nonlinear dielectric // Phys. Rev. 1962. V. 127. № 6. P. 1918–1939.
  2. Kleinman D.A. Theory of second harmonic generation of light //  Phys. Rev. 1962. V. 128. № 4. P. 1761–1766.
  3. Бломберген Н. Нелинейная оптика / Пер. с англ. М.: Мир, 1966. 248 c.
  4. Справочник по лазерам: Пер. с англ. / Под ред. А.М. Прохорова.  М.: Сов. радио, 1978. T. 2. 400 с.
  5.  Цернике Ф., Мидвинтер Дж. Прикладная нелинейная оптика: Пер. с англ. / Под ред. С.А. Ахманова. М.: Мир, 1976. 262 c.
  6. Levine B.F. Electrodynamical bond-charge calculation of nonlinear optical susceptibilities // Phys. Rev. Lett. 1969. V. 22. № 16. P. 787–790; Levine B.F. A new contribution to the nonlinear optical susceptibility arising from unequal atomic radii // Phys. Rev. Lett. 1970. V. 25. № 7. P. 440–442; Levine B.F. Calculation of nonlinear optical susceptibilities for various crystal structures // Phys. Rev.  B. 1973. V. 7. № 6. P. 2600–2626.
  7. Philips J.C., Van Vechten J.A. Nonlinear optical susceptibilities of covalent crystals // Phys. Rev. 1969. V. 183. № 3. P. 709–711.
  8. Flitzanis C., Ducuing J. Second-order optical susceptibilities of III-V semiconductors // Phys. Rev. 1969. V. 178. № 3. P. 1218–1228; Tang C.L., Flitzanis C. Charge-transfer model of the nonlinear susceptibilities of polar semiconductors // Phys. Rev. B. 1971. V. 4 № 8. P. 2520–2524.
  9. Aspnes D.E. Energy-band theory of the second-order non-linear optical susceptibility of crystals of zinc-blende symmetry // Phys. Rev. B. 1972. V. 6. № 12. P. 4648–4659.
  10. Горюнова Н.А. Сложные алмазоподобные полупроводники. М.: Сов. радио, 1968. 368 с.
  11. Boyd G. D., Buehler E., Storz F.G., Wernick T.H. Linear and non-linear optical properties of ternary AIIBIVC2 chalcopyrite semiconductors // IEEE J. Quantum Electron. 1972. V. QE-8. № 4. P. 419–426.
  12. Boyd G.D., Buehler E., Storz F.G. Linear and nonlinear optical properties of ZnGeP2 and CdSe // Appl. Phys. Lett. 1971. V. 18. № 7. P. 301–304.
  13. Boyd G.D., Kasper H.M., McFee J.H., Storz F.G. Linear and nonlinear optical properties of some ternary selenides // IEEE. J. Quantum Electron. 1972. V. QE-8. № 12. P. 900–908.
  14. Boyd G.D., Kasper H.M., McFee J.H. Linear and nonlinear optical properties of AgGaS2, CuGaS2, CuInS2, and theory of the wedge technique for measurement of nonlinear coefficients // IEEE. J. Quantum Electron. 1971. V. QE-7. № 12. P. 563–573.
  15. Полупроводники А2В4С52 /Под ред. Н.А. Горюновой и Ю.А. Валова.  М.: Сов. радио, 1974. 374 с.
  16. Shay J.L., Wernick J.H. Ternary chalcopyrite semiconductors: growth, electronic properties and applications. Oxford etc.: Pergamon press, 1975. 244 p.
  17. Прочухан В.Д., Рудь Ю.В. Перспективы практического применения полупроводников A2B4С52 // Физ. и техн. полупровод. 1978. T. 12. Вып. 2. C. 208 – 231.
  18. Iseler G.W., Kildal H., Menyuk N.  Optical and electrical properties of CdGeAs2 // Electron. Mater. 1978. V. 7. P. 737–755.
  19. Iseler G.W. Thermal expansion and seeded Bridgman growth of AgGaSe2 // J. Cryst. Growth. 1977. V. 41(1). P. 146–150.
  20. Route R.K., Feigelson R.S., Raymakers R.J., Choy M.M. Elimination of optical scattering defects in AgGaS2 and AgGaSe2 // J. Cryst. Growth. 1976. V. 33(2). P. 239–245.
  21. Воеводин В.Г., Вяткин А.П., Грибенюков А.И., Кривов М.А., Крыгин В.В., Морозов В.С. Получение и физические свойства ZnGeP2 // Получение, свойства и применение фосфидов. Киев: Наукова думка, 1977. C. 41–45.
  22. Iseler G.W., Kildal H., Menyuk N.  Ternary semiconductor crystals for nonlinear optical applications // Ternary compounds / Ed. by Holah G.D. London – Bristol: Confer. Ser. 1977. № 35. P. 73–88.
  23. Андреева Н.П., Андреев С.А., Матвеев И.Н., Пшеничников С.Н., Устинов Н.Д. Параметрическое преобразование излучения в цинк-германиевом дифосфиде // Квант. электрон. 1979. T. 6. № 2. C. 357–359.
  24. Menyuk N., Killinger D.K., DeFeo W.E. Remote sensing of NO using a differential absorption LIDAR // Appl. Opt. 1980. V. 19. P. 3282–3286; Killinger D.K., Menyuk N., DeFeo W.E. Remote sensing of CO using frequency doubled CO2 laser radiation // Appl. Phys. Lett. 1980. V. 36. P. 402–405; Killinger D.K., Menyuk N. Remote probing of the atmosphere using a CO2 DIAL system // IEEE. J. Quantum Electron. 1981. V. QE-17. № 9. P. 1917–1927.
  25. Bufton J.L., Itabe T., Strow L.L., Korb C.L., Gentry B.M., Weng C.Y. Frequency-doubled CO2 lidar measurements and diode laser spectroscopy of atmospheric CO2 // Appl. Opt. 1983. V. 22.  № 17. P. 2592–2602.
  26. Брудный В.Н., Воеводин В.Г., Вяткин А.П., Ведерникова Т.В., Воеводина О.В., Грибенюков А.И., Кривов М.А., Мелев В.Г. Исследование радиационных дефектов в некоторых соединениях A2B4C25 // Тройные полупроводники и их применение. Кишинев: Штиинца, 1976. C. 30–31.
  27. Воеводин В.Г., Вяткин А.П., Воеводина О.В., Грибенюков А.И., Кривов М.А., Морозов А.Н., Отман Я.И., Ткаченко Г.Е. Исследование процессов дефектообразования в некоторых соединениях A2B4C25 // Tройные полупроводники и их применение. Кишинев: Штиинца, 1979. C. 143–144.
  28. Воеводин В.Г., Ведерникова Т.В., Грибенюков А.И., Крыгин В.В. Исследование процессов синтеза и кристаллизации соединения ZnGeP2 // III региональная научно-практ. конф. «Молодые ученые и специалисты народному хозяйству». Секция: Энергетика, электроника, связь. Томск: Изд-во ТГУ, 1980. C. 102–104.
  29. Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Морозов А.Н. Исследование параметров глубоких центров в нелегированных кристаллах ZnGeP2 // II Всесоюзное совещ. по глубоким уровням в полупроводниках. Ташкент, 1980. C. 92–93.
  30. Воеводин В.Г., Вяткин А.П., Грибенюков А.И., Крыгин В.В., Морозов А.Н., Тернова Е.А. Оптимизация технологии получения и проблемы характеризации нелинейно-оптических кристаллов ZnGeP2 // 3-я Всесоюзная школа по физико-химическим основам получения материалов электронной техники. Улан-Удэ, 1981. C. 108–109.
  31. Андреев Ю.М., Бочков Д.С., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Зырянов О.Я. Генерация второй гармоники СО2-лазера в кристаллах ZnGeP2 // VII Всесоюз. симп. по лазерн. и акуст. зондированию атмосферы, Томск: Изд. ИОА СО АН СССР, 1982. Ч. II. C. 306–309.
  32. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Зырянов О.Я., Ипполитов И.И., Морозов А.Н., Соснин А.В. Эффективная генерация второй гармоники излучения перестраиваемого CO2-лазера в ZnGeP2 // Квант. электрон. 1984. T. 11. № 8. C. 1511–1512.
  33. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Зырянов О.Я., Ипполитов И.И., Морозов А.Н., Соснин А.В., Хмельницкий Г.С. Генератор второй гармоники CO2-лазера на основе ZnGeP2 // Спектроскопические методы зондирования атмосферы. Новосибирск: Наука, 1985. C. 113–119.
  34. Андреев Ю.М., Бетин А.А., Воеводин В.Г., Ведерникова Т.В., Грибенюков А.И., Зырянов О.Я., Ипполитов И.И., Масычев В.И., Морозов А.Н., Митропольский О.А., Новиков В.П., Новиков М.А., Соснин А.В. Преобразование излучения CO2- и CO-лазеров на кристалле ZnGeP2 в область спектра 2,3–3,1 мкм // Квант. электрон. 1985. T. 12. № 7. C. 1535–1537.
  35. Bодопьянов К.Л., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Кулевский Л.А. Пикосекундная параметрическая суперлюминесценция в кристалле ZnGeP2 // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1985. T. 49. N 3. C. 569–572.
  36. Andreev Yu.M., Voevodin V.G., Geiko P.P., Gribenyukov A.I., Zuev V.V., Zuev V.E. Effective sources of coherent radiation based on CO2-lasers and ZnGeP2 frequency converters // Topical meeting on laser and optical remote sensing:Instrumentation and Techniques. Massachusetts, North Falmoth: Technical digest series. 1987. V. 18. P. 300–303.
  37. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Новиков В.П. Смешение частот CO2- и CO-лазеров в кристалле Zn2GeP2 // Квант. электрон. 1987. № 6. C. 1177–1178.
  38. Водопьянов К.Л., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Кулевский Л.А. Высокоэффективная пикосекундная параметрическая суперлюминесценция в кристалле ZnGeP2 в диапазоне 5–6,3 мкм // Квант. электрон. 1987. Т. 14. № 9. C. 1815–1819.
  39. Андреев Ю.М., Баранов В.Ю., Воеводин В.Г., Гейко П.П., Грибенюков А.И., Изюмов С.В., Козочкин С.М., Письменный В.Д., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Эффективная генерация второй гармоники наносекундного импульса CO2-лазера // Квант. электрон. 1987. T. 14. № 11. C. 2252–2254.
  40. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Зырянов О.Я., Ипполитов И.И., Морозов А.Н., Соснин А.В. Абсорбционный измеритель концентрации газов на основе CO2 лазера с удвоением частоты // VIII Всесоюзный симп. по лазерному и акустическому зондированию атмосферы.  Томск: Изд. ИОА СО АН СССР, 1984. Ч. 1. C. 277–281.
  41. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Гейко П.П., Грибенюков А.И. Преобразование частоты излучения лазеров в монокристаллах ZnGeP2 // Лазерные методы и средства измерения и контроля параметров окружающей среды. НРБ, София: Безлуджа, 1985. C. 252–259.
  42. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Давыдов В.Н., Журавлев В.И., Капитанов В.А., Лезина Т.Д., Стучебров Г.А., Хмельницкий Г.С. Трассовый газоанализатор на основе перестраиваемого CO2-лазера с удвоением частоты // Ж. прикл. спектроскопии. 1987. T. 47. № 1. C. 15–20.
  43. Zuev V.E., Andreev Yu.M., Voevodin V.G., Gribenyukov A.I., Kapitanov V.A., Sosnin A.V., Stuchebrov G.A., Khmelnitskii G.S.  Multifrequency DIAL sensing of the atmospheric gaseous constituents using the first and second harmonics of a tunable CO2 laser radiation // XII International laser radar conf. Toronto, Canada, August 11–15, 1986. NASA conference publication, 1987. N. 2413. P. 108–110.
  44. Зуев В.Е., Кабанов М.В., Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Гейко П.П., Грибенюков А.И., Зуев В.В. Эффективные параметрические преобразователи частоты ИК-лазеров и их применение // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1988. T. 52. № 6. C. 1142–1149.
  45. Ohmer M.C., Pandey R. Emergence of chalcopyrites as nonlinear optical materials // MRS Bull. 1998, July. P. 16–20.
  46. Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Морозов А.Н., Минич Г.Я.  Оптимизация технологии получения и свойства монокристаллов дифосфида цинка-германия // Тройные полупроводники и их применение. Кишинев: Штиинца, 1983. C. 18.
  47. Воеводин В.Г., Головин Г.М., Грибенюков А.И., Морозов В.С. О выращивании кристаллов ZnGeP2 методом Чохральского // Электрон. техн. Cер. 6. 1984. Вып. 2(187). С. 67–68.
  48. Грибенюков А.И. Получение, управление свойствами и применение дифосфида цинка-германия: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. Томск: Изд-во ТГУ, 1983. 21 с.
  49. Воеводин В.Г., Грибенюков А.И., Морозов А.Н., Морозов В.С. Поведение меди в монокристаллах ZnGeP2 при диффузионном легировании // Изв. вузов. Физ. 1985. № 2. C. 64–69.
  50. Березная С.А., Воеводин В.Г., Ведерникова Т.В., Грибенюков А.И., Морозов В.С., Мосина И.И., Петров М.А. Нелинейно-оптические материалы ZnGeP2 и CdGeAs2 : получение монокристаллов и характеризация дефектов // VI Всесоюз. конф. по росту кристаллов (Цахкадзор). Рост кристаллов из расплавов, 1985. T. 1. C. 196–197.
  51. Masumoto K., Isomura S., Goto W. The preparation and properties of ZnSiAs2, ZnGeP2, CdGeP2 semiconducting compounds // J. Phys. and Chem. Solids. 1966. V. 27. P. 1939–1947.
  52. Угай Я.А., Соколов Л.И., Гончаров Е.Г., Лукин А.Н., Кавецкий В.С. Получение и свойства фосфида германия // Получение, свойства и применение фосфидов.  Киев: Наукова думка, 1977. C. 51–53.
  53. Verozubova G.A., Gribenyukov A.I., Korotkova V.V.,  Rusaikin M.P.  ZnGeP2 synthesis and growth from melt // Material Science and  ngineering. B48.  1997. P. 191–197.
  54. Andreev Yu.M., Gribenyukov A.I., Korotkova V.V., Verozubova G.A.  ZnGeP2 Crystals for Infrared Laser Radiation Frequency Conversion // J. Korean Phys. Soc. 1998. V. 33. N 3. P. 356–361.
  55. Андреев Ю.М., Быканов А.Н., Грибенюков А.И., Зуев В.В., Карышев В.Д., Кислецов А.В., Ковалев И.О., Конов В.И., Кузьмин Г.П., Нестеренко А.А., Осоргин А.Б., Стародумов Ю.М., Чаплиев Н.И. Преобразование импульсного лазерного излучения диапазона 9,3–9,6 мкм во вторую гармонику в кристаллах ZnGeP2  // Квант. электрон. 1990. T. 17. № 4. C. 476–480.
  56. Vodopyanov K.L., Voevodin V.G., Gribenyukov A.I., Kulevskii L.A., Allakhverdiev K.R., Kerimov T.A. High efficiency middle IR parametric superradiance in ZnGeP2 and GaSe crystals pumped by an erbium laser // Opt. Commun. 1991. V. 83. № 5–6. P. 322–326.
  57. Churnside J.H., Wilson J.J., Andreev Yu.M., Gribenyukov A.I., Shubin S.F., Dolgii S.I., Zuev V.V. Frequency conversion of a CO2 laser with ZnGeP2  // NOAA Technical Memorandum ERL WPL-224. WPL. Boulder, Co. USA, 1992. 18 p.
  58. Andreev Yu.M., Butuzov V.V., Verosubova G.A., Gribenyukov A.I., Davydov S.V., Zakharov V.P. Generation of the Second Harmonic of Pulsed CO2-Laser Radiation in AgGaSe2 and ZnGeP2  Single Crystals // Laser Phys. 1995. V. 5. № 5. P. 1014–1019.
  59. Аполлонов В.В., Грибенюков А.И., Короткова В.В., Суздальцев А.Г., Шакир Ю.А. Вычитание частот излучения СО2-лазеров в кристалле ZnGe P2 // Квант. электрон. 1996. T. 23. № 6. C. 483–484.
  60. Apollonov V.V., Prokhorov A.M., Shakir Yu.A., Suzdal'tsev A.G., Gribenyukov A.I., Bocquet R. Substraction of the СО2-laser radiation frequencies in the ZnGeP2 // Proc. of the International Conference on Millimeter and Submillimeter waves and Applications III. 1996. August 5–8, Denver, CO. USA. 1996. P. 163–167.
  61. Verozubova G.A., Gribenyukov A.I., Korotkova V.V., Semchinova O.K., Uffman D. Synthesis and growth of ZnGeP2 crystals for nonlinear optical applications // J. Cryst. Growth. 2000. V. 213. P. 334–339.
  62. Verozubova G.A., Gribenyukov A.I., Vere A.W., Flynn C. and Ivanov Yu.F. ZnGeP2: optical transparency and melt composition // Infrared Applications of Semiconductors III, MRS Symposium held November 29–December 2, 1999. Boston, Massachesetts, USA, 2000. V. 607. P. 457–463.
  63. Brudnyi V.N., Budnitskii D.L., Krivov M.A., Potapov А.I. The electrical and optical properties of 2.0 MeV electron-irradiated ZnGeP2 // Phys. status solidi. A. 1978. V. 50. P. 379–384.
  64. Verozubova G.A., Gribenyukov A.I., Korotkova V.V., Vere A.W., Flynn C.J., Yunda N.T., Ivanov Yu.F.  Effect of high power electron irradiation on defects structure of ZnGeP2 single crystals // 5th Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows:  Proce. Tomsk, 24–29 Sept. 2000. V. 3. P. 323–326.

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

634055, Россия, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

Статистика посещений
Последний номерРедколлегияТематикаПодпискаАВТОРАМАрхив номеровРецензирование
Все права защищены ©  Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН
Создано на: Yii Framework Дизайн сайта:   logo Красная рамка