Кристалл GaSe является слоистым полупроводниковым материалом группы A3B6 обладает выраженной анизотропией структурных, механических и оптических свойств и имеет широкое применение в оптоэлектронике в качестве нелинейных элементов для преобразования ИК и терагерцового излучения. Нелинейные свойства GaSe позволят генерировать напряженности электрических полей терагерцовых импульсов. Так же GaSe обладает высоким двулучепреломлением, что позволяет реализовать фазосогласование и обладает высоким порогом оптического повреждения.
Многие уникальные свойства нелинейных кристаллов GaSe обусловлены его слоистой структурой. Каждый слой этого вещества имеет толщину в 4 атомных плоскости, соединённых в последовательности Se-Ga- Ga-Se. Сильная ковалентная связь между моноатомными слоями и слабая ван-дер-ваальсовая между тетрослоями делает кристалл квазидвухмерным и сильно анизотропным.
Так, как поверхность GaSe легко окисляется, что приводит к изменению свойств оптических элементов. В связи с этим становится актуальной разработка просветляющих покрытий для кристаллов GaSe. В данной работе будут использованы и исследованы просветляющие покрытия S1O2 и S13N4. Просветляющая поверхность должна обладать высокой лучевой стойкостью, оптической однородностью и широкой областью прозрачности. Будут исследоваться нанесения тонких пленок на поверхность кристалла, и исследоваться спектров пропускания и оптические свойства полученных структур
Целью данной работы является измерение спектров пропускания структур SiO2-GaSe, SisN4-GaSe в ИК диапазоне частот, под разными углами. До настоящего времени не разработана технология получения просветляющих покрытий на кристаллы GaSe. При проверке эффективности нелинейно-оптических кристаллов с просветляющими покрытиями важной задачей является исследование наклонного падения ИК излучения на кристалл, так как в реальных спектрометрических схемах, для реализации преобразования частот кристалл устанавливается под углом к лучу накачки.
Проведены измерения спектров пропускания кристаллов GaSe c покрытиями S1O2 и S13N4 в ИК диапазоне. Для образцов GaSe с двусторонним просветляющим покрытием SiO2 наблюдается увеличение пропускания до 93% на длине волны 1698 нм при падении луча ортогонально к образцу. Для GaSe с просветляющим покрытием Si3N4 наблюдается увеличение до 82% на длине волны 2600 нм. Для всех образцов с покрытиями наблюдается увеличение пропускания в сравнении с GaSe без покрытий, что подтверждает возможность использования SiO2 и Si3N4 в качестве просветляющих покрытий для кристаллов GaSe.
1. Москалев В.А. Теоретические основы оптико-физических исследований. 1987 - 318 с.
2. Шалимова К.В. Физика полупроводников 2010. - 302с.
3. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. - Л.: Машиностроение, 1973. - 224 с.
4. Ершов А.В., Машин А.И. Многослойные оптические покрытия. Проектирование, материалы, особенности технологии получения методом электроннолучевого испарения. Нижний Новгород. - 2006. - 99 с.
5. Nazarov M.M., Sarkisov S.Y., Shkurinov A.P., Tolbanov O.P. GaSel-xSx and GaSe1-xTex thick crystals for broadband terahertz pulses generation // Appl. Phys. Lett. - 2011. - V.99. - №8. - P. 081105_1-3.
6. Андреев Ю. М., Ланский Г. В., Кох К. А. Легированные кристаллы GaSe: физические свойства и применение в устройствах прикладной спектроскопии // Оптика атмосферы и океана. - 2013. - Т. 26. - № 10. - С. 846-853.
7. Singh N.B., Suhre D.R., Balakrishna V., Marable M., Meyer R., Fernelius N., Hopkins F.K., Zelmon D. Far-infrared conversion materials: gallium selenide for far-infrared conversion applications // Prog. Cryst. Growth Character. Mater. 1998. V.37. P. 47-102.
8. 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.
9. 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.
10. Fernelius N.C. Properties of gallium selenide single crystal // Prog. Cryst. Growth Charact. Mat. 1994. V. 28, N 4. P. 275-353.
11. Allakhverdiev K.R., Yetis M.O., Ozbek S., Baykara T.K., Salaev E.Yu. Effective nonlinear GaSe crystal. Optical properties and applications // Laser Phys. 2009. V.19. №5. P. 1092-1104.
12. https://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/optika/uchpos/text/g5_3a.html
13. http ://equip. eltech.com/catalog/5882
14. Скоков И., Оптические спектральные приборы, «Машиностроение», М., 1984. C. 240.
15. https://portal.tpu.ru/SHARED/p/PANIN/learning/Metals/Tab1/Lection12. pdf
..17