Том 26, номер 10, статья № 4

Аннотация:

Подведены итоги разработки улучшенных технологий синтеза и выращивания модифицированных легированием нелинейных кристаллов GaSe, методов характеризации и результаты исследования физических свойств, проанализированы параметры разработанных на их основе источников перестраиваемого излучения среднего ИК и широкополосных источников ТГц-диапазонов, приведены первые результаты применения в прикладной спектроскопии.

Ключевые слова:

нелинейный кристалл, GaSe, легирование, преобразование частоты, средний ИК-диапазон, терагерцы

Список литературы:

1. Ding Y.J., Shi W. Widely Tunable Monochromatic THz Sources Based on Phase-Matched Difference-Frequency Generation in Nonlinear-Optical Crystals: A Novel Approach // Las. Phys. 2006. V. 16, N 4. P. 562-570.
2. Shtanov V.I., Komov A.A., Tamm M.E., Atrashenko D.V., Zlomanov V.P. Phase diagram of the gallium selenium system and photoluminescence spectra of GaSe crystals // Doklady Chemistry. 1998. V. 361, N 1-3. P. 140-144.
3. Gouskov A., Camassel J., Gouskov L. Growth and characterization of III-VI layered crystals like GaSe, GaTe, InSe, GaSe_1-x, Tex, and Ga_xIn_1-xSe // Prog. Cryst. Growth Charact. Mat. 1982. V. 5. P. 323-413.
4. Fernelius N.C. Properties of gallium selenide single crystal // Prog. Cryst. Growth Charact. Mat. 1994. V. 28, N 4. P. 275-353.
5. Kokh K.A., Nenashev B.G., Kokh A.E., Shvedenkov G.Yu. Application of a rotating heat field in Bridgman-Stockbarger crystal growth // J. Cryst. Growth. 2005. V. 275, N 1-2. P. e2129-e2134.
6. Andreev Yu.M., Kokh K.A., Lanskii G.V., Morozov A.N. Structural characterization of pure and doped GaSe by nonlinear optical method // J. Cryst. Growth. 2011. V. 318, N 1. P. 1164-1166.
7. Nazarov M.M., Shkurinov A.P., Angeluts A.A., Sapozhnikov D.A. On the choice of nonlinear optical and semiconductor converters of femtosecond laser into terahertz range // Radiophys. and Quant. Electron. 2009. V. 52, N 8. P. 536-545.
8. Аллахвердиев К.Р., Гулиев Р.И., Салаев Э.Ю., Смирнов В.В. Исследование линейных и нелинейных оптических свойств кристаллов GaS_xSe_1-x // Квант. электрон. 1982. Т. 9, № 7. С. 1483-1485.
9. Singh N.B., Suhre D.R., Rosch W., Meyer R., Marable M., Fernelius N.C., Hopkins F.K., Zelmon D.E., Narayanan R. Modified GaSe crystals for mid-IR applications // J. Cryst. Growth. 1999. V. 198. P. 588-592.
10. Suhre D.R., Singh N.B., Balakrishna V., Fernelius N.C., Hopkins F.K. Improved crystal quality and harmonic generation in GaSe doped with indium // Opt. Lett. 1997. V. 22, N 11. P. 775-777.
11. Feng Z.-S., Kang Z.-H., Wu F.-G., Gao J.-Yu., Jiang Yu., Zhang H.-Z., Andreev Yu.M., Lanskii G.V., Atuchin V.V., Gavrilova T.A. SHG in doped GaSe:In crystals // Opt. Exp. 2008. V. 16, N 13. P. 9978-9985.
12. Zhang H.-Z., Kang Z.-H., Jiang Yu., Gao J.-Yu., Wu F.-G., Feng Z.-S., Andreev Yu.M., Lanskii G.V., Morozov A.N., Sachkova E.I., Sarkisov S.Yu. SHG phase matching in GaSe and mixed GaSe_1-xS_x, x≤0.412, crystals at room temperature // Opt. Exp. 2008. V. 16, N 13. P. 9951-9957.
13. Zhang Y.-F., Wang R., Kang Z.-H., Qu L.-L., Jiang Y., Gao J.-Y., Andreev Yu.M., Lanskii G.V., Kokh K.A., Morozov A.N., Shaiduko A.V., Zuev V.V. AgGaS2- and Al-doped GaSe Crystals for IR Applications // Opt. Commun. 2011. V. 284, N 6. P. 1677-1681.
14. Xie J.-J., Guo J., Zhang L.-M., Li D.-J., Yang G.-L., Chen F., Jiang K., Evdokimov M.E., Nazarov M.M., Andreev Yu.M., Lanskii G.V., Kokh K.A., Kokh A.E., Svetlichnyi V.A. Optical properties of non-linear crystal grown from the melt GaSe-AgGaSe₂ // Opt. Commun. 2013. V. 287. P. 145-149.
15. Sarkisov S.Yu., Nazarov M.M., Shkurinov A.P., Tolbanov O.P. GaSe_1-xS_x and GaSe_1-xTe_x Solid Solutions for Terahertz Generation and Detection // Proc. 34th Int. Сonf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Wave (IRMMW-THz-2009). Busan, Korea, 2009. Paper M1A02.0370. IEEE catalog N CFP09IMM-CDR. ISBN 978-1-4244-5417.
16. Allakhverdiev K., Fernelius N., Gashimzade F., Goldstein J., Salaev E., Salaeva Z. Anisotropy of optical absorption in GaSe studied by midinfrared spectroscopy // J. Appl. Phys. 2003. V. 93, N 6. P.3336-3339.
17. Ku S.-A., Chu W.-C., Luo C.-W., Andreev Y.M., Lanskii G., Shaiduko A., Izaak T., Svetlichnyi V., Wu K.H., Kobayashi T. Optimal Te-doping in GaSe for non-linear applications // Opt. Exp. 2012. V. 20, N 5. P. 5029-5037.
18. Сие Д.-Д., Гуо Д., Жанг Л.-М., Чен Ф., Дзян К., Андреев Ю.М., Атучин В.В., Горобец В.А., Ланский Г.В., Светличный В.А., Шайдуко А.В. Преобразование частоты наносекундного CO₂-лазера в ТГц-диапазон в легированных кристаллах GaSe // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. Т. 9, № 4. С. 486-494.
19. Miyata K., Marchev G., Tyazhev A., Panyutin V., Petrov V. Picosecond mid-infrared optical parametric amplifier based on the wide-bandgap GaS_0.4Se_0.6 pumped by a Nd:YAG laser system at 1064 nm // Opt. Lett. 2011. V. 36, N 10. P. 1785-1787.
20. Kang Z.-H., Guo J., Feng Z.-S., Gao J.-Y., Xie J.-J., Zhang L.-M., Atuchin V., Andreev Y., Lanskii G., Shaiduko A. Tellurium and sulfur doped GaSe for mid-IR applications // Appl. Phys. B. 2012. V. 108, N 3. P. 545-552.
21. Telminov A.E., Sitnikov A.G., Panchenko A.N., Genin D.E., Sarkisov S.Yu., Beremaya S.A., Korotchenko Z.V., Vavilin E.V. Damage threshold of modified GaSe crystals under irradiation of pulsed CO₂ laser with inductive energy storage and SOS-diodes // Proc. 10th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, Russia, 2010. P. 321-323.
22. Guo J., Xie J.-J, Zhang L.-M., Jiang K., Chen F., Andreev Yu.M., Kokh K.A., Lanskii G.V., Losev V.F., Shaiduko A.V. Interaction of high intensity optical pulses with modified nonlinear GaSe crystals // Abstr. 2nd Int. Sympos. on Laser Interaction with Matter (LIMIS'2012). Xi'an, China, 2012. P. 179.
23. Chen Ch.-W., Hsu Yu-K., Huang J.Y., Chang Ch.-Sh., Zhang Ji.-Yu., Pan Ci-L. Generation properties of coherent infrared radiation in the optical absorption region of GaSe crystal // Opt. Exp. 2006. V. 14, N 22. P. 10636-10644.
24. Zhang L.-M., Guo J., Li D.-J., Xie J.-J., Andreev Yu.M., Gorobets V.A., Zuev V.V., Kokh K.A., Lanskii G.V., Petukhov V.O., Svetlichnyi V.A., Shaiduko A.V. Dispersion properties of GaSe_1-xS_x in the terahertz range // J. Appl. Spectr. 2011. V. 77, N 6. P. 850-856.1
25. Ku S.A., Luo C.W., Andreev Yu.M., Lanskii G. Comment on "GaSe_1-xS_x and GaSe_1-xTe_x thick crystals for broadband terahertz pulses generation" [Appl. Phys. Lett. 99, 081105 (2011)] // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 136103.
26. Ku S.A., Luo C.W., Lio H.L., Wu K.H., Juang J.Y., Potekaev A.I., Tolbanov O.P., Sarkisov S.Yu., Andreev Yu.M., Lanskii G.V. Optical properties of nonlinear solid solution GaSe_1-xS_x (0 < x ≤0.4) crystals // Rus. Phys. J. 2008. V. 51, N 10. P. 1083-1089.
27. Kato K., Tanno F., Umemura N. Sellmeier and thermo-optic dispersion formulas for GaSe (Revisited) // Appl. Opt. 2013. V. 52, N 11. P. 2325-2327.
28. Atuchin V.V., Andreev Y.M., Kokh K.A., Lanskii G.V., Shaiduko A.V., Izaak T.I., Svetlichnyi V.A. Optimal doping of GaSe with isovalent elements // Proc. SPIE. 2013. V. 8772. 87721Q-7.
29. Андреев Ю.М., Вайтулевич Е.А., Зуев В.В., Морозов А.Н., Кох К.А., Ланский Г.В. Применение термического анализа для характеризации состава и структуры нелинейного кристалла GaSe // Изв. ТПУ. 2012. Т. 321, № 2. С. 128-131.
30. Andreev Yu.M., Apollonov V.V., Shakir Yu.A., Verozubova G.A., Gribenyukov A.I. Submillimeter-wave generation with ZnGeP₂ crystals // J. Korean Phys. Soc. 1998. V. 33, N 3. P. 320-325.
31. Andreev Yu.M., Appolonov V.V., Shakir Yu.A., Verozubova G.A., Gribenyukov A.I. Submillimeter waves generation with ZnGeP₂ crystals // Proc. SPIE. 1998. V. 3403. P. 341-347.
32. Shi W., Ding Y.J., Schunemann P.G. Coherent terahertz waves based on difference-frequency generation in an annealed zinc-germanium phosphide crystal: improvements on tuning ranges and peak powers // Opt. Commun. 2004. V. 233. P. 183-189.
33. Luo C.W., Ku S.A., Chu W.C., Andreev Yu.M., Atuchin V.V., Beizel N.F., Lanskii G.V., Morozov A.N., Zuev V.V. S-doped GaSe for sub-microwave generation // IEEE R8 Int. Conf. Comput. Technol. in Electric. and Electron. Eng. (SIBIRCON-2010) 2010576-578.
34. Atuchin V.V., Alekseev S.V., Andreev Yu.M., Kokh K.A., Lanskii G.V., Losev V.F., Lubenko D.M., Punchenko Yu.N., Shaiduko A.V., Svetlichnyi V.A. Impact of high intensity fs and ns optical pulse exposes upon doped GaSe // Abstr. 15th Int. Conf. on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter. (15 RPC). Tomsk, Russia, 2012. P. 62.
35. Вакс В.Л., Домрачева В.Г., Набиев Ш.Ш., Черняева М.Б., Бабаков А.М. Анализ продуктов распада люизита с использованием метода субтерагерцовой спектроскопии // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 8. С. 661-664.
36. Чу И., Кан Ж.-Х., Ванг Т.-Дж., Андреев Ю.М., Ланский Г.В., Морозов А.Н., Саркисов С.Ю. Генераторы второй гармоники на основе кристаллов твердых растворов GaSe_1-xS_x для CO₂-лазеров // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 2. С. 170-175.