Например, Бобцов

Исследование пироэлектрического спонтанного переключения доменов в межэлектродном зазоре фазового модулятора на основе титан-диффузионных волноводов в кристаллах ниобата лития

Аннотация:

Предмет исследования. Выполнен анализ кинетики зародышеобразования и роста доменов обратного знака в поверхностном слое монодоменного кристалла ниобата лития X-среза в межэлектродном зазоре интегрально- оптических фазовых модуляторов. Предложена и экспериментально обоснована модель морфологии роста доменов вдоль границ поверхностных электродов на модуляторах X-среза. Теоретически разъяснен механизм спонтанного роста игольчатых доменов вследствие возникновения электрического поля под действием пироэлектрического эффекта при изменении температуры кристалла. Методика эксперимента. Численная оценка вклада пироэлектрического поля в межэлектродном зазоре осуществлена в программном пакете Comsol Multiphysics. Экспериментальное изучение морфологии игольчатых доменов выполнено на серийных образцах интегрально-оптических фазовых модуляторов на основе волноводов Ti:LiNbO3. Для оценки формы и размеров доменов применено анизотропное травление в водном растворе плавиковой кислоты с последующим визуальным анализом. Для неразрушающего контроля использованы методы сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии в контактном режиме измерения сигнала пъезоотклика. Основные результаты. Впервые экспериментально изучена морфология игольчатых доменов, возникающих в межэлектродном зазоре фазовых модуляторов на основе ниобата лития. Представлена теоретическая и численная модель роста доменов, учитывающая пироэлектрическую природу возбуждающего электрического поля. Показано, что вдоль электродов формируются игольчатые домены, длина которых может достигать 20 мкм, при нормальных условиях эксплуатации, и длиной до 30 мкм после термоудара образца с охлаждением на 125 °С. Практическая значимость. Обнаруженные домены обратного знака в межэлектродном зазоре могут оказывать влияние на электрооптические характеристики интегрально-оптических фазовых модуляторов на ниобате лития, что требует учета особенностей формирования доменов при проектировании топологии электродов и эксплуатации модуляторов.

Ключевые слова:

Статьи в номере