Т.Р. Волк - д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией, Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН. E-mail:volk@crys.ras.ru Р.В. Гайнутдинов - к.ф.-м.н, ст. науч. сотрудник, Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН. E-mail: radmir@crys.ras.ru Л.С. Коханчик - к.ф.-м.н, ст. науч. сотрудник, Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН. E-mail: mlk@iptm.ru Я.В. Боднарчук - аспирант, Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН. E-mail:deuten@mail.ru Е.Д. Мишина - д.ф.-м.н., профессор, Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники. E-mail: mishina_elena57@mail.ru С.Д. Лавров - аспирант, Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники. E-mail: sdlavrov@mail.ru F. Chen - профессор, руководитель группы, Shandong University, Jinan, China. E-mail: drfchen@sdu.edu.cn

Представлены результаты записи доменных структур электронно-лучевым методом в планарных оптических волноводах, по-лученных методом имплантации ионов Не в кристаллах LiNbO3 и SBN.. Толщина волновода ограничивается глубиной D структурно поврежденного слоя, определяемой энергией ионного пучка. Доменные решетки с периодом Λ = 4 мкм были записаны в LiNbO3 электронным лучом с ускоряющими напряжениями U = 5-25 кэВ, которые задают толщину записанных доменов в интервале Td ≈ 0,2-5 мкм, соответственно. Показано, что оптимальные характеристики решеток достигаются при условии Td ≤ D, т.е. когда процесс роста доменов происходит в пределах толщины волновода. В противном случае (Td > D) влияние структурно поврежденного слоя на процесс роста доменов приводит к нарушению регулярности решетки. Полученные результаты позволяют выбор оптимальных параметров электронного облучения для записи доменных структур с заданными характеристиками.

 

1. Sohler W., Hu H., Ricken R., Quiring V., Vannahme Ch., Herrmann H.,et. аl.Integrated optical devices in lithium niobate // Optics and Photonic News. 2008. V. 19. № 1. P. 24-31.
2. Chen Feng. Micro- and submicrometric waveguiding structures in optical crystals produced by ion beams for photonic applications// Laser Photon. Rev. 2012. V. 6. № 5. P. 622-640.
3. Armstrong J., Bloembergen N., Ducuing J., Pershan P.S. Interactions between light waves in a nonlinear dielectric // Phys. Rev. 1962. V. 127. № 6. P. 1918-1939.
4. Volk T.R., Simagina L.V., Gainutdinov R.V., Tolstikhina A.L., L.I.ivleva,Ferroelectric microdomains and microdomain arrays recorded in strontium-barium niobate crystals in the field of atomic force microscope // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. № 4. P. 042010.
5. Simagina L.V., Mishina E.D., Semin S.V., Ilyin N.A., Volk T.R., Gainutdinov R.V., Ivleva L.I. Second harmonic generation in microdomain gratings fabricated in strontium-barium niobate crystals with an atomic force microscope // J. Appl. Phys. 2011. V. 110. № 5. P. 052015.
6. Kokhanchik L.S., Volk T.R. Domain inversion in LiNbO3 and Zn-doped LiNbO3 crystals by the electron-beam irradiation of the nonpolar Y-surface // Appl. Phys. B. 2013. V. 110. Р. 367-373.
7. Kokhanchik L.S., Gainutdinov R.V., Mishina E.D., Lavrov S.D., Volk T.R.Characterization of electron-beam recorded microdomain patterns on the nonpolar surface of LiNbO3 crystal by nondestructive methods//Appl. Phys.Lett. 2014. V. 105. P. 142901.
8. Kokhanchik L.S., Gainutdinov R.V., Lavrov S.D., Volk T.R. Characteristics of microdomains and microdomain patterns recorded by electron beam irradiation on Y-cut LiNbO3 crystals // J. Appl. Phys. 2015, in press
9. Bodnarchuk Ya.V., Gainutdinov R.V., Lavrov S.D., Volk T.R., Chen F. Fabrication of Microdomains and Microdomain Patterns by AFM Method in He-Implanted Optical Waveguides on Strontium-Barium Niobate Crystals // Ferroelectrics, DOI:10.1080/00150193.2015.1060069. 2015. In press.