Науково-Навчальний Центр Інноваційних Технологій
та НаноІнженеріїї (ННЦ ІТНІ)

Україно-польський проект

Анотація

У цій роботі за допомогою низки експериментальних методик та теоретичних підходів було вивчено вибрані кристалічні матеріали акусто- та оптоелектроніки. Провелося порівняння низки характеристик, встановлено особливості анізотропії індукованих ефектів та вказано способи досягнення оптимальної за даних умов ефективності робочих елементів п’єзо- та акустооптичних пристроїв.

Мета та предмет роботи

Дослідження нових придатних для високочастотного управління потужним лазерним випромінюванням кристалічних матеріалів на предмет підвищення ефективності їх використання в пристроях оптоелектроніки, які працюють на принципах п’єзо- чи акустооптичної модуляції світла.

Перелік найголовніших завдань

Розвиток нової методики оптимізації ефективності взаємодій між світлом та прикладеним механічним навантаженням чи акустичною хвилею у матеріалах, які широко застосовуються в оптоелектроніці.

Реалізація завдань роботи

Для реалізації мети було заплановано:

  • оптимізацію п’єзо-оптичних взаємодій у вибраних кристалах із використанням просторового 3D аналізу;
  • оптимізацію пружно-оптичних взаємодій та побудову відповідних вказівних поверхонь;
  • вивчення кутової стабільності максимумів вказівних поверхонь для індукованих ефектів.

Основні наукові результати

Проведено характеризацію кристалів лангаситу, чистого ніобату літію та ніобату літію із домішками та показано, що існує кристалофізичний напрямок, у якому величина п’єзо-оптичного ефекту (ПОЕ) кристалів лангаситу буде співмірна з величиною ПОЕ в екстремальних напрямках для кристалів LiNbO3. На основі цих вимірювань, а також просторового 3D аналізу індукованого поздовжнього і поперечного ефектів проведено оптимізацію п’єзо-оптичних та пружно-оптичних взаємодій у зазначених матеріалах.

Практична цінність

Результати цієї НДР можуть бути використані при виготовлені високоефективних робочих елементів акустооптичних комірок для управління потужним лазерним випромінюванням в широкій області частот.

Результати, отримані в рамках другого етапу НДР, опубліковані в рецензованих фахових журналах в Україні та за кордоном, а також доповідалися на наукових семінарах і конференціях.

Цінність результатів для навчально-наукової роботи

До експериментальних вимірювань та програмного аналізу даних залучено студентів старших курсів у рамках виконання курсових та дипломних робіт.

Перелік наукових публікацій. доповідей на конференціях, семінарах

Статті:

  1. Mytsyk B.G. Piezo-optic coefficients of MgO doped LiNbO3 crystals / B.G. Mytsyk, A.S. Andrushchak, N.M. Demyanyshyn, Y.P. Kost’, A.V. Kityk, P. Mandracci, W. Schranz // Applied Optics - 2009. - V.48, No.10. - P.1904-1911.
  2. Andrushchak A. S. Elastic and photoelastic constants of pure and MgO doped lithium niobate crystals / A. S. Andrushchak, B. G. Mytsyk, H.P. Laba, O.V. Yurkevych, I. M. Solskii, B. Sahraoui, A.V. Kityk // J. Applied Physics. – 2009. – V. 106 –P. 073510-15.
  3. Andrushchak A.S., Chernyhivsky E.M., Gotra Z.Yu., Kaidan M.V., Kityk A.V., Andrushchak N.A., Maksymyuk T.A., Mytsyk B.G., Schranz W. Spatial Anisotropy of the Acoustooptical Efficiency in Lithium Niobate Crystals// Journal of Applied Physics. – 2010. – V. 108. – P. 103118 (1 - 5).
  4. B.G. Mytsyk, N.M. Demyanyshyn, A.S. Andrushchak, Ya.P. Kost’, O.V. Parasyuk and A.V. Kityk Piezooptical coefficients of La3Ga5SiO14 and CaWO4 crystals: A combined optical interferometry and polarization-optical study // Optical Material. – 2010. – V.33, No.1. – P.26–30.
  5. Кушнір O. С., Юркевич О. В., Андрущак А. С. Кутова стабільність максимумів вказівних поверхонь фізичних ефектів, індукованих зовнішніми полями // Вісник НУ „Львівська політехніка”. Електроніка. – 2010. – № 681. – C. 197– 204.

 

Тези доповідей:

  1. Yurkevych O., Andrushchak A., Mytsyk B. Langasite crystals as working components of the devices for fiber-optic exchange lines: anisotropy of electrooptic and piezoelectric characteristics // Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science - Proceeding of the 10th International Conference TCSET’2010, 23-27 February 2010, Lviv-Slavske, Ukraine. – P.335.
  2. Винник Д.М., Андрущак А. С., Сугак Д.Ю. Дослідження частотних залежностей ємностей зустрічно-штиркових перетворювачів для збудження об’ємних акустичних хвиль // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 19.
  3. Кость Я.П., Сольський І.М., Андрущак А. С., Мицик Б.Г. Статична фото пружність кристалів вольфрамату кальцію за різницею ходу // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 31.
  4. Юркевич О. В. , Кушнір О. С. , Андрущак А. С. Кутова стабільність максимумів вказівних поверхонь індукованих ефектів // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 68.
  5. Andrushchak A.S., Kaidan M.V., Chernyhivskiy J.M., Yurkevych O.V., Maksymyuk T.A., Mytsyk B.G., Kityk A.V. Application Efficiency Increasing Of LiNbO3:MgO And GaР Crystals For Acoustooptical High-Frequency Control Of Powerfull Laser Irradiation // Proceeding of 10-th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM 2010). – Sevastopol, Сrimea (Ukraine). – September 10-14, 2010). P.172-175.

Основні висновки

  1. Для вибраних кристалів встановлено оптимальні кристалофізичні напрямки, у яких величина індукованих ефектів співмірна з величиною в екстремальних напрямках.
  2. Вивчено фактори, які впливають на кутову стабільність максимумів отриманих оптимізованих вказівних поверхонь, що дозволяє мінімізувати небажані зовнішні впливи при виготовленні акустооптичних пристроїв.