Acousto-Optic Interaction in Biaxial Crystals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Acousto-optic (AO) interaction in optically biaxial crystals is of great interest due to the variety of phase matching geometries caused by the low symmetry of the acoustic, optical, and photoelastic properties. The current state of the research in the field of acousto-optics of biaxial crystals is presented. Some promising biaxial crystals of the orthorhombic and monoclinic systems, which are of practical interest as materials for AO devices, are considered. The unique geometries of isotropic and anisotropic diffraction that exist in only biaxial crystals are analyzed, and the AO devices based on these crystals are briefly reviewed.

About the authors

V. Ya. Molchanov

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia

Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва

M. I. Kupreyichik

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia;
Lomonosov Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

N F. Naumenko

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia

Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва

A. I. Chizhikov

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia

Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва

K. B. Yushkov

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia

Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва

S. I. Chizhikov

University of Science and Technology MISIS, 119049, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: aocenter@misis.ru
Россия, Москва

References

  1. Dixon R.W. // IEEE J. Quant. Electron. 1967. V. QE-3. P. 85. https://doi.org/10.1109/JQE.1967.1074447
  2. Harris S.E., Wallace R.W. // J. Opt. Soc. Am. 1969. V. 59. P. 744. https://doi.org/10.1364/JOSA.59.000744
  3. Uchida N. // IEEE. J. Quant. Electron. 1971. V. QE-7. P. 160. https://doi.org/10.1109/JQE.1971.1076617
  4. Балакший В.И., Волошинов В.Б., Парыгин В.Н. // Радитехника и электроника. 1971. Т. 16. С. 2226.
  5. Леманов В.В., Шакин О.В. // ФТТ. 1972. Т. 14. № 1. С. 229.
  6. Chang I.C. // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25. P. 370. https://doi.org/10.1063/1.1655512
  7. Yano T., Kawabuchi M., Fukumoto A., Watanabe A. // Phys. Lett. 1975. V. 26. P. 689. https://doi.org/10.1063/1.88037
  8. Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. // Квантовая электроника. 1975. Т. 2. С. 318.
  9. Pinnow D.A., Dixon R.W. // Appl. Phys. Lett. 1968. V. 13. P. 156. https://doi.org/10.1063/1.1652551
  10. Ohmachi Y., Uchida N. // J. Appl. Phys. 1971. V. 42. P. 521. https://doi.org/10.1063/1.1660055
  11. Писаревский Ю.В., Сильвестрова И.М. // Кристаллография. 1973. Т. 18. С. 1003.
  12. Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики. М.: МИСиС, 2000. 432 с.
  13. Nikogosyan D.N. Nonlinear Optical Crystals: A Complete Survey. Berlin: Springer, 2005. 427 p.
  14. Papadakis E.P. // J. Acoust. Soc. Am. 1964. V. 36. P. 414. https://doi.org/10.1121/1.1918972
  15. Bergstein R., Zachos T. // J. Opt. Soc. Am. 1966. V. 56. P. 931. https://doi.org/10.1364/JOSA.56.000931
  16. Ogg N.R. // J. Phys. A. 1971. V. 4. P. 382. https://doi.org/10.1088/0305-4470/4/3/016
  17. Fleck J.A., Feit M.D. // J. Opt. Soc. Am. 1983. V. 73. P. 920. https://doi.org/10.1364/JOSA.73.000920
  18. Schaefer Cl., Bergmann L. // Naturwissenschaften. 1934. V. 22. P. 41.
  19. Cohen M.G. // J. Appl. Phys. 1967. V. 38. P. 3821. https://doi.org/10.1063/1.1709024
  20. Хаткевич А.Г. // Акуст. журн. 1978. Т. 24. С. 108.
  21. Науменко Н.Ф., Переломова Н.В., Бондаренко В.С. // Кристаллография. 1983. Т. 28. С. 607.
  22. Naumenko N.F., Chizhikov S.I., Molchanov V.Ya., Yushkov K.B. // Proc. 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium. Prague, 21–25 July 2013. P. 500. https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2013.0130
  23. Yushkov K.B., Naumenko N.F. // J. Opt. 2021. V. 60. P. 095602. https://doi.org/10.1088/2040-8986/ac15e7
  24. Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М.: Наука, 1965. 386 с.
  25. Баранский К.Н. Физическая акустика кристаллов. М.: МГУ, 1991. 143 с.
  26. Альшиц В.И., Лоте Е. // Кристаллография. 1979. Т. 24. С. 683.
  27. Ledbetter H.M., Kriz R.D. // Phys. Status Solidi. B. 1982. V. 114. P. 475. https://doi.org/10.1002/pssb.2221140221
  28. Boulanger Ph., Hayes M. // Proc. Roy. Soc. A. London. 1998. V. 454. P. 2323. https://doi.org/10.1098/rspa.1998.0260
  29. Alshits V.I., Lothe J. // Wave Motion. 2004. V. 40. P. 297. https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2004.02.004
  30. Ohmachi Y., Uchida N., Niizeki N. // J. Acoust. Soc. Am. 1972. V. 51. P. 164. https://doi.org/10.1121/1.1912826
  31. Буров В.А., Волошинов В.Б., Дмитриев К.В., Поликарпова Н.В. // УФН. 2011. Т. 181. С. 1205.
  32. Naumenko N.F., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. // Eur. Phys. J. Plus. 2021. V. 136. P. 95. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-01072-0
  33. Кессених Г.Г., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 1976. Т. 21. С. 1022.
  34. Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Naumenko N.F., Yushkov K.B. // Proc. SPIE. 2020. V. 11486. P. 114860B. https://doi.org/10.1117/122571483
  35. Альшиц В.И., Шувалов А.Л. // Кристаллография. 1984. Т. 29. С. 629.
  36. Альшиц В.И., Любимов В.Н. // УФН. 2013. Т. 183. С. 1123.
  37. Kastelik J.-C., Gazalet M.G., Bruneel C., Bridoux E. // J. Appl. Phys. 1993. V. 74. P. 2813. https://doi.org/10.1063/1.354631
  38. Балакший В.И., Манцевич С.Н. // Акуст. журн. 2012. Т. 58. С. 600.
  39. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987. 616 с.
  40. Альшиц В.И., Любимов В.Н., Радович А., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 2001. Т. 46. С. 519.
  41. Белый В.Н., Кулак Г.В., Крох Г.В., Шакин О.В. // Журн. прикл. спектроск. 2016. Т. 83. С. 305.
  42. Kupreychik M.I., Yushkov K.B. // J. Opt. Soc. Am. B. 2022. V. 39. P. 3169. https://doi.org/10.1364/JOSAB.466252
  43. Федоров Ф.И. Теория гиротропии. Минск: Наука и техника, 1976. 456 с.
  44. Uchida N., Miyazawa S., Ninomiya K. // J. Opt. Soc. Am. 1970. V. 60. P. 1375. https://doi.org/10.1364/JOSA.60.001375
  45. Gottlieb M., Isaacs T.J., Feichtner J.D., Roland G.W. // J. Appl. Phys. 1974. V. 45. P. 5145. https://doi.org/10.1063/1.1663207
  46. Gottlieb M., Singh N.B., Hopkins R.H., Mazelsky R. // Opt. Eng. 1994. V. 33. P. 2503. https://doi.org/10.1117/12.176513
  47. Goutzoulis A., Gottlieb M., Davies K., Kun Z. // Appl. Opt. 1985. V. 24. P. 4183. https://doi.org/10.1364/AO.24.004183
  48. Martynyuk-Lototska I., Roman I., Gomonnai O. et al. // Acta Acust. United Acust. 2018. V. 104. P. 956. https://doi.org/10.3813/AAA.919261
  49. Martynyuk-Lototska I., Kushnirevych M., Zapeka B. et al. // Appl. Opt. 2015. V. 54. P. 1302. https://doi.org/10.1364/AO.54.001302
  50. Mytsyk B., Kryvyy T., Demyanyshyn T. et al. // Appl. Opt. 2018. V. 57. P. 3796. https://doi.org/10.1364/AO.57.003796
  51. Kityk A., Zadorozhna A., Shchur Ya. et al. // Phys. Status Solidi. B. 1998. V. 210. P. 35. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3951(199811)210:1<35::AID-PSSB35>3.0.CO;2-9
  52. Kaidan M., Zadorozhna A., Andrushchak A. et al. // Appl. Opt. 2002. V. 41. P. 5341. https://doi.org/10.1364/AO.41.005341
  53. Martynyuk-Lototska I., Dudok T., Vlokh R. // Ferroelectrics. 2007. V. 351. P. 105. https://doi.org/10.1080/00150190701353986
  54. Kityk A., Zadorozhna A., Shchur Ya. et al. // Aust. J. Phys. 1998. V. 51. P. 943. https://doi.org/10.1071/P98037
  55. Martynyuk-Lototska I., Trach I., Girnyk I. et al. // Ferroelectrics. 2006. V. 377. P. 219. https://doi.org/10.1080/00150190600717018
  56. Kato K. // IEEE J. Quantum Electron. 1990. V. 26. P. 1173. https://doi.org/10.1109/3.59655
  57. Wang Y., Jiang Y.J., Liu Y.L. et al. // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. P. 2462. https://doi.org/10.1063/1.114608
  58. Zubrinov I.I., Sapozhnikov V.K., Pylneva N.A., Atuchin V.V. // Ceram. Int. 2004. V. 30. P. 1675. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2003.12.155
  59. Мильков М.Г., Волошинов В.Б., Исаенко Л.И., Веденяпин В.Н. // Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика. Астраномия. 2018. С. 84.
  60. Porokhovnichenko D., Dyakonov E., Kuznetsov S. et al. // Opt. Lett. 2020. V. 45. P. 3435. https://doi.org/10.1364/OL.393737
  61. Пороховниченко Д.Л., Дьяконов Е.А., Волошинов В.Б. и др. // Докл. РАН. 2017. Т. 476. С. 276.
  62. Gao Z., Wu Q., Liu X. et al. // Opt. Express. 2015. V. 23. P. 3851. https://doi.org/10.1364/OE.23.003851
  63. Lui F., Gao Z., Li G. et al. // IEEE Photon. Technol. Lett. 2021. V. 33. P. 445. https://doi.org/10.1109/LPT.2021.3064231
  64. Zhang W., Yu H., Cantwell J. et al. // Chem. Mater. 2016. V. 28. P. 4483. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b01756
  65. Мильков М.Г. Сухарев В.А., Великовский Д.Ю. // Тр. XVII Всерос. школы-семинара физика и применение микроволн имени А.П. Сухорукова. 2019. С. 9.
  66. Беликова Г.С., Беляев Л.М., Головей М.И. и др. // Кристаллография. 1974. Т. 19. С. 566.
  67. Есаян С.Х., Багдасаров Х.С., Леманов В.В. и др. // ФТТ. 1974. Т. 16. С. 143.
  68. Sapriel J., Vacher R. // J. Appl. Phys. 1978. V. 48. P. 1191. https://doi.org/10.1063/1.323757
  69. Мильков М.Г., Волнянский М.Д., Антоненко А.М., Волошинов В.Б. // Акуст. журн. 2012. Т. 28. С. 206.
  70. Marinova V., Veleva M. // Opt. Mater. 2002. V. 19. P. 329. https://doi.org/10.1016/S0925-3467(01)00234-8
  71. Biegelsen D.K., Chen T., Zesch J.C. // J. Appl. Phys. 1975. V. 46. P. 941. https://doi.org/10.1063/1.321620
  72. Каминский А.А., Константинова А.Ф., Орехова В.П. и др. // Кристаллография. 2001. Т. 46. С. 733.
  73. Petrov V., Cinta Pujol M., Mateos X. et al. // Laser Photon. Rev. 2007. V. 1. P. 179. https://doi.org/10.1002/lpor.200710010
  74. Buganov O.V., Grabtchikov A.S., Malakhov Y.I. et al. // Laser. Phys. Lett. 2012. V. 9. P. 786. https://doi.org/10.7452/lapl.201210084
  75. Mateos X., Loiko P., Serres J.M. et al. // IEEE J. Quantum Electron. 2017. V. 53. P. 1700110. https://doi.org/10.1109/JQE.2017.2681626
  76. Mazur M.M., Velikovskiy D.Yu., Mazur L.I. et al. // Ultrason. 2014. V. 54. P. 1311. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2014.01.009
  77. Loiko P., Segonds P., Inacio P.L. et al. // Opt. Mater. Express. 2016. V. 6. P. 2984. https://doi.org/10.1364/OME.6.002984
  78. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. // Phys. Proc. 2015. V. 70. P. 741. https://doi.org/10.1364/OL.44.004837
  79. Мазур М.М., Мазур Л.И., Пожар В.Э. // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41 (5). С. 91.
  80. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. // Ultrason. 2015. V. 73. P. 231. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2016.08.008
  81. Чижиков А.И., Науменко Н.Ф., Юшков К.Б. и др. // Квантовая электроника. 2021. Т. 51. С. 343.
  82. Yushkov K.B., Naumenko N.F., Molchanov V.Ya. // Materials. 2022. V. 15. P. 8183. https://doi.org/10.3390/ma15228183
  83. Haertle D., Guarino A., Hajfler J. et al. // Opt. Express. 2005. V. 13. P. 2047. https://doi.org/10.1364/OPEX.13.002047
  84. Yevych R., Perechinskii S., Grabar A. et al. // Cond. Matt. Phys. 2003. V. 6. P. 315. https://doi.org/10.5488/CMP.6.2.315
  85. Mys O., Martynyuk-Lototska I., Grabar A. et al. // Ferroelectrics. 2007. V. 352. P. 171. https://doi.org/10.1080/00150190701358290
  86. Martynyuk-Lototska I., Mys O., Grabar A. et al. // Appl. Opt. 2008. V. 47. P. 52. https://doi.org/10.1364/AO.47.000052
  87. Martynyuk-Lototska I., Mys O., Zapeka B. et al. // Appl. Opt. 2014. V. 53. P. B103. https://doi.org/10.1364/AO.53.00B103
  88. Mys O., Martynyuk-Lototska I., Kostruba A. et al. // Ukr. J. Phys. Opt. 2013. V. 14. P. 210. https://doi.org/10.3116/16091833/14/4/210/2013
  89. Zhang W., Tao X., Zhang C. et al. // Cryst. Growth Design. 2007. V. 8. P. 304. https://doi.org/10.1021/cg700755p
  90. Gao Z., Tao X., Yin X. et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. P. 252906. https://doi.org/10.1063/1.3055607
  91. Wu Q., Gao Z., Tian X. et al. // Opt. Express. 2017. V. 25. P. 24893. https://doi.org/10.1364/OE.25.024893
  92. Oliveira J.E.B., Adler E.L. // Electron. Lett. 1990. V. 26. P. 931. https://doi.org/10.1049/el:19900608
  93. Molchanov V.Ya., Yushkov K.B., Kostryukov P.V. et al. // Opt. Laser Technol. 2021. V. 142. P. 107220. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107220
  94. Kusters J., Wilson D., Hammond D. // J. Opt. Soc. Am. 1974. V. 64. P. 434. https://doi.org/10.1364/JOSA.64.000434
  95. Волошинов В.Б., Мишин Д.Д., Молчанов В.Я. // Письма в ЖТФ. 1992. Т. 18 (2). С. 33.
  96. Chang I.C. // Electron. Lett. 1992. V. 28. P. 1255. https://doi.org/10.1049/el:19920793
  97. Yushkov K.B. // Appl. Opt. 2021. V. 60. P. 7113. https://doi.org/10.1364/AO.427199
  98. Kupreychik M.I., Balakshy V.I., Mantsevich S.N. // Proc. 25th Intl. Conf. “WECONF 2020”. St. Petersburg, 1–5 June 2020. https://doi.org/10.1109/WECONF48837.2020.9131520
  99. Kupreychik M.I., Balakshy V.I., Pozhar V.E. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2091. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2091/1/012010
  100. Balakshy V.I., Kostyuk D.E. // Appl. Opt. 2009. V. 48. P. C24. https://doi.org/10.1364/AO.48.000C24
  101. Котов В.М. // ЖТФ. 1999. Т. 69 (1). С. 131.
  102. Котов В.М. Акустооптика. Брэгговская дифракция многоцветного излучения. М.: Янус-К, 2016. 286 С.
  103. Tchernyatin A.Yu. // Proc. SPIE. 2005. V. 5953. P. 53530U. https://doi.org/10.1117/12.622291
  104. Мазур М.М., Мазур Л.И., Пожар В.Э. и др. // Квантовая электроника. 2017. Т. 47. С. 661.
  105. Pushkin A.V., Mazur M.M., Sirotkin A.A. et al. // Opt. Lett. 2019. V. 44. P. 4837. https://doi.org/10.1364/OL.44.004837
  106. Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Naumenko N.F. et al. // Proc. SPIE. 2019. V. 10899. P. 1089913. https://doi.org/10.1117/12.2503776
  107. Мазур М.М., Мазур Л.И., Сироткин А.А. и др. // Квантовая электроника. 2020. Т. 20. С. 957.
  108. Chizhikov A.I., Mukhin A.V., Egorov N.A. et al. // Opt. Lett. 2022. V. 47. P. 1085. https://doi.org/10.1364/OL.47451200
  109. Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Naumenko N.F., Yushkov K.B. // Proc. 20th Intl. Conf. “Laser Optics 2022”. St. Petersburg, 20–24 June 2022. P. 178. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9840328
  110. Zhang J., Zhang Z., Zhang W. et al. // Chem. Mater. 2011. V. 23. P. 3752. https://doi.org/10.1021/cm2015143
  111. Weiner A.M. Ultrafast optics. John Wiley & Sons, Inc., 2009.
  112. Oksenhendler T., Forget N. // Advances in Solid-State Lasers: Development and Applications, M. Grishin ed. Rijeka, Croatia: InTech, 2021.
  113. Молчанов В.Я., Китаев Ю.И., Колесников А.И. и др. Теория и практика современной акустооптики. М.: МИСиС, 2015. 459 с.
  114. Verluise F., Laude V., Huignard J.-P. et al. // J. Opt. Soc. Am. B. 2000. V. 17. P. 138. https://doi.org/10.1364/JOSAB.17.000138
  115. Molchanov V.Ya., Chizhikov S.I., Makarov O.Yu. et al. // Appl. Opt. 2009. V. 48. P. 118. https://doi.org/10.1364/AO.48.00C118
  116. Coudreau S., Kaplan D., Tournois P. // Opt. Lett. 2006. V. 31. P. 1899. https://doi.org/10.1364/OL.31.001899
  117. Obydennov D.V., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. // Opt. Lett. 2021. V. 46. P. 4494. https://doi.org/10.1364/OL.435485
  118. Yushkov K.B., Kupreychik M.I., Obydennov D.V., Molchanov V.Ya. // J. Opt. 2023. V. 25. P. 014002. https://doi.org/10.1088/2040-8986/aca680

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1MB)
Indexing metadata
3.

Download (1MB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata
5.

Download (952KB)
Indexing metadata
6.

Download (83KB)
Indexing metadata
7.

Download (227KB)
Indexing metadata
8.

Download (1MB)
Indexing metadata
9.

Download (37KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».