Wyniki SHG dla ceramiki bezołowiowej K0.5Bi0.5TiO3

Celem badania było określenie właściwości nieliniowo-optycznych (NLO) polikrystalicznego tytanianu bizmutowo-potasowego K0.5Bi0.5TiO3 (KBT) - generacji drugiej harmonicznej światła (SHG) przez badane materiały. Jako źródła promieniowania fundamentalnego wykorzystano lasery pulsacyjne: nanosekundowy Nd:YAG 8ns, 10Hz oraz pikosekundowy Nd:YAG 30ps, 10Hz. Długość fali obydwu laserów to 1064nm. W pomiarach w celu dodatkowej kontroli generowanego sygnału wykorzystywano spektrometr UV-Vis-IR. Wykonano zestawy próbek badawczych różniących się parametrami procesu produkcyjnego oraz składem chemicznym. W przypadku procesu produkcyjnego zmianie ulegały temperatury, czasy finalnego spiekania oraz czas mielenia. Istotą tychże badań było określenie wpływu tych parametrów na morfologię próbek a przez to intensywność sygnału SHG (KBT1 – 1030/6h; KBT2 - 1030/7h; KBT3 - 1040/6h; KBT4 - 1040/7h). Szczególnie interesującym w tym przypadku był wpływ wielkości ziarna na intensywność generacji drugiej harmonicznej SHG. Kolejne zestawy próbek przygotowane były względem składu chemicznego. Przeprowadzono domieszkowanie pierwiastkami tj. Sr, Gd, Ca, Ce oraz Mn. W przypadku wszystkich próbek domieszkowanych zastosowano domieszkowanie 0,5%. Oddzielną serię próbek stanowiły preparaty domieszkowane Sr. W tym przypadku przeprowadzono domieszkowanie od 2 do 10% Sr z krokiem 2%. Zauważono znaczące zmiany w generacji SHG w zależności od składu chemicznego. Zastosowano domieszki o zróżnicowanych rozmiarach atomowych oraz w przypadku Sr różny poziom domieszkowania. Określono zależności intensywności generacji drugiej harmonicznej światła w zależności od gęstości energii lasera fundamentalnego oraz kąta pod jakim ustawione były badane preparaty. Sygnały generacji drugiej harmonicznej światła zbierano za pomocą fotopowielacza z zamontowanym filtrem interferencyjnym 532nm. Filtr zastosowany został w celu uniknięcia wpływu na odczytywany sygnał głównie promieniowania fundamentalnego 1064nm. Wykryte sygnały analizowano na oscyloskopie. Niebieska krzywa widoczna na oscyloskopie odzwierciedlała poziom sygnału SHG. Żółta krzywa związana była z promieniowaniem fundamentalnym. Układ pomiarowy umieszczony był w osłonie ochronnej w celu zminimalizowania wpływu zewnętrznego promieniowania. Prawidłowość uzyskanych sygnałów potwierdzano za pomocą spektrometru (wyraźne piki przy długości fali 532nm).