Рассматривая и оценивая эти параметры с точки зрения применения регистрирующих сред, используют приближение чисто амплитудных или фазовых голограмм /1/. Во многих случаях это приближение является слишком грубым, так как в реальных средах обычно реализируется смешанный тип записи. В качестве наиболее характерной среды в этом отношении можно назвать аморфные полупроводники /2/. В результате воздействия оптического излучения на аморфные полупроводники, в материале происходит сдвиг края полосы поглощения, а танке изменение показателя преломления, т.е. осуществляется амплитудно-фазовая запись.

В этой работе .использован метод разделения амплитудной и фазовой компоненты /3/, голографической записи и исследовано поведение модуляции коэффициентов прелоыпения и поглощения в зависимости от энергии записи для тонких пленок As₂S₃-Ag и As₃Se₂.

Схема эксперимента показана на рис.1. Для записи и восстановления использован лазер He-Ne-L. BS1 и BS2 – расщепители

L- лазер He-Ne; BS1, BS2- расщепители луча;

М, М₁ - зеркала; 2 - громкоговоритель; 1 генератор; G - исследуемая среда; 4 - фотоприемники; 5 - цифровой осциллоскоп; 6 - миникомпьютер; А - ослабитель.

луча, М - зеркала, М₁ - зеркало, которое получает движение, перпендикулярное падающему лучу, и, таким образом, оно модулирует оптический путь. М₁ поставлено на мембране громкоговорителя 2, управляемого генератором 1^*/. G - исследуемая среда, на которую записывается элементарная голограмма (решетка); 4 - два фотоприемника, контролирующие мощности двух пучков P_W1 и P_W2 после голограммы. Сигналы из фотоприемников при помощи следующих двух блоков обрабатываются (образуется их разница I_р и сумма I_A), усиливаются и попадают на вход цифрового осциллоскопа 5, связанного с миникомпьютером 6. А - плавный ослабитель мощности.

Плотность мощности каждого из записывающих пучков составляет 0,25mW/мм². Толщина образцов, соответственно, 1,2 мкм для As₃Sl₂ и 0,21 мкм для As₂S₃-Ag.

Модуляции коэффициентов преломления n₁ и поглощения α₁ вычисляются из формул /3/:

где d - толщина образца, θ - угол, который составляет каждый из записывающих пучков с нормалью к записывающей среде. В нашем случае θ=15°. λ - δлина волны в воздухе (здесь λ=0,6328 мкм).

где с - конcт., индекс RMS означает среднеквадратическое значение, а черта - усреднение во времени.

Величины I_p,RMS, путем измерений эффективных напряжений сигналов и постоянных составных. Включение модулятора осуществляется за 15-20 с, и за это время заряжаются ячейки цифрового осциллоскопа с необходимой информацией, которая обрабатывается миникомпьютером за время приблизительно 1 мин 30с. Таким образом, после 2 мин. измерение повторяется снова.

1. Случай, когда в материале есть многолучевая интерференция вследствие многократных внутренних отражений (ПВО).

На рис.2 показано поведение n₁ и α₁ в зависимости от энергии для As₃Se₂, (плотность образца 0,65). Наблюдается периодическое изменение измеряемых величин с увеличением энергии, а также и одинаковый ход двух кривых. Для объяснения этого влияния мы выходили из следующих соображений:

- формулы (1), (2) выведены на основе теории Когелника /1/, где не рассматриваются фазовые изменения при наличии многократных внутренних отражений.

Чтобы найти поправку основных формул для n₁ и α₁, мы выходили из теории дифракционной эффективности тонких амплитудно-фазовых решеток при наличии МВО, развитой в /4/. Записанные голографические решетки являются тонкими, согласно критериям в /5-6/.

, δ=, α - οоказатель поглощения по интенсивности, R - френелевский коэффициент отражения по интенсивности, Т_р - период решетки.

Здесь, как и в случае /3/, рассматривается синусоидальное изменение n и α:

Рис.2. Поведение и , в зависимости от энергии As₃Se₂ для As₃Se₂. Оптическая плотность образца 0,65.

Рис.3. Изменение коэффициента отражения по интенсивности R в зависимости от энергии. Т - коэффициент пропускания по интенсивности.

Мы получили следующие выражения для n₁ и α₁, где учтено одно внутреннее отражение (ошибка приближения 12%):

Из этих выражений следует, что невозможно использовать полученные величины, показанные на рис.2. Рассматривая рис.3, видим, что R имеет минимум для времени ~5 мин. Используя общую теорию /7/, увидим, что R имеет минимум, когда оптический путь равен четному числу λ/4. Следовательно, cosδ нулируется и n₁^одн=n₁^МВО=0,02, α₁^одн=α₁^МВО/2=500 см^-1. Чтобы получить точную кинетику для n₁ и α₁ необходимы значения показателя преломления n₀ и поглощения α₀ зависимости от энергии, так как δ₀, зависит от энергии запаса.

Метод /3/ был приложен для установления кинетики n₁ и α₁ для системы Аs₂S₃-Аg, полученной, как и As₃Se₂, путем вакуумного напыления. Оптическая плотность образца = 2. В этом случае МВО не наблюдается. На рис.4 показана кинетика n₁ и α₁ в интервале энергий (1÷5).

Метод разделения амплитудной и фазовой компоненты /3/ при помощи модуляции интерференционной картины, создающей голограмму, не достаточен для решения задачи, а именно, получения кинетики n₁ и α₁ при наличии MВО.

В случае As₃Se₂, при энергии 0,6 J, n₁=0,02, α₁=500 см^-1.

Установлена кинетика n₁ и α₁ голографической записи для системы Аs₂S₃-Аg при плотности образца 2, для энергии (1÷5)J

Рис.4. Кинетика n₁ и α₁ для системы As₂S₃-Ag.

1. Р.Кольер, К.Беркхарт, Л.Лин. Оптическая голография, "Мир", М., 1973.

4. А.О.Озоло, П.А.Аугустов, К.К.Шварц. Оптика и спектроскопия, т.44, вып.6, стр.1171, 1978.

5. M.G.Moharam, L.Young, Appl.Opt., v.17, No11, р.1757, 1978.

6. R.Magnusson, T.K.Gaylord, J.Opt.Soc.Am., vol.69, No6, р.807.1978.

7. М.Борн, Э.Вольф. Основы оптики, M., 1973.