KAIST измерил оптические постоянные титаната бария от 193 нм до 40 мкм для фотонных устройств
Исследователи KAIST и Caltech определили показатель преломления и поглощение титаната бария, материала для оптических модуляторов, от ультрафиолета до дальнего инфракрасного диапазона.
KAIST сообщил 8 ноября, что группа его школы электротехники и электроники совместно с Caltech, Корейским научно-исследовательским институтом стандартов и науки (KRISS) и компанией J.A. Woollam определила показатель преломления и поглощение света в титанате бария (BTO) от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного диапазона, сообщает newspim.com newspim.com
newspim.comnewspim.comОткрыть источник ↗. Результаты опубликованы онлайн в журнале ACS Photonics 20 октября.
Почему BTO было трудно измерить
У титаната бария выражен электрооптический эффект: при подаче электрического поля его оптические свойства меняются. Поэтому материал рассматривают для оптических модуляторов и других компонентов оптической связи, которые переносят электрические сигналы на свете.
Однако в материале есть домены — небольшие кристаллические области с разной ориентацией. Отклики на свет с нескольких направлений смешиваются, из-за чего собственные оптические свойства было трудно измерить.
Измерения и результаты
Исследователи применили спектроскопическую эллипсометрию на основе матрицы Мюллера, которая фиксирует, как меняется поляризация света при прохождении или отражении. Чтобы уменьшить смешение откликов, они проанализировали два монокристаллических образца с относительно однородной ориентацией доменов newspim.com
newspim.comnewspim.comОткрыть источник ↗. Диапазон от 193 нм до 40 мкм разделили на три участка и анализировали каждый отдельно. Так получили показатель преломления и поглощение в зависимости от длины волны и ориентации кристалла.
Дополнительно отдельно измерили количество прошедшего света. Благодаря этому коэффициент экстинкции количественно определён до уровня 10⁻⁵ в диапазоне 2–10 мкм. Эти данные нужны, чтобы предсказывать потери на поглощение в компонентах, которые направляют или удерживают свет. Авторы также предложили способ рассчитывать отклик целого кристалла с несколькими доменами по ориентации и доле каждого домена.
По данным KAIST, результаты можно использовать при проектировании оптических модуляторов, устройств для генерации света новых длин волн и схем, работающих с квантовой информацией на свете. Первые авторы — докторант KAIST и Нина Хонг из J.A. Woollam; корреспондирующие авторы — профессор KAIST и Харри Этуотер из Caltech.
