Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Anisotropy of acoustooptic figure of merit for TeO2 crystals.
2. Anisotropic diffraction

Mys O., Kostyrko M., Krupych O. and Vlokh R.

Download this article

Abstract. We present the developed method for analyzing the anisotropy of acoustooptic figure of merit (AOFM) for the case of anisotropic diffraction in optically uniaxial crystals, and we illustrate it on the example of crystalline paratellurite. We demonstrate that nine types of acoustooptic (AO) interactions can be implemented in general, six types for the isotropic interactions and three for the anisotropic ones. When the AO diffraction is collinear, the angular dependence of the AOFM is characterized by narrow peaks or dips. In the case of anisotropic diffraction, the maximum AOFMs for the paratellurite crystals are reached for the AO interactions of the type VIII with the acoustic wave QT1 propagated along the [110] direction and are polarized along [/110]. The AOFM is equal to 929×10–15s3/kg in this case. Nonetheless, the highest AOFM value for TeO2 crystals (1143.8×10–15s3/kg) can be reached when linearly polarized optical eigenwaves interact isotropically with the transverse acoustic wave QT1 (see Mys O. et al, 2014. Ukr. J. Phys. Opt. 15: 132). This AO diffraction belongs to the type III. The results of our calculations agree well with the experimental data known from the literature

Keywords: acoustooptic figure of merit, effective elastooptic coefficients, paratellurite crystals, anisotropy

PACS: 43.35.Sx, 42.70.Mp
UDC: 535.012.2+535.42+534.321.9
Ukr. J. Phys. Opt. 16 38-60
doi: 10.3116/16091833/16/1/38/2015

Received: 02.02.2015

Анотація. У роботі представлено розроблений метод аналізу анізотропії коефіцієнта акустооптичної якості для анізотропної дифракції в оптично одновісних кристалах, а також проілюстровано його на прикладі кристалів парателуриту. Показано, що загалом реалізуються дев’ять типів акустооптичної взаємодії, шість з яких відповідають ізотропній дифракції, а три – анізотропній. Виявлено, що кутова залежність коефіцієнта акустооптичної якості для колінеарної дифракції характеризується гострими піком або впадиною. Максимальне значення коефіцієнта акустооптичної якості кристалів парателуриту при анізотропній дифракції досягається за умови акустооптичної взаємодії VIII-го типу з акустичною хвилею QT1, яка поширюються вздовж напрямку [110] і поляризована вздовж [/110]. Коефіцієнт акустооптичної якості для цього типу дифракції дорівнює 929×10–15с3/кг. Однак, найбільше значення коефіцієнта акустооптичної якості для кристалів парателуриту (1143,8×10–15с3/кг) досягається при ізотропній взаємодії власних лінійно поляризованих оптичних хвиль із поперечною акустичною хвилею QT1 (див. Mys O. et al., 2014. Ukr. J. Phys. Opt. 15: 132). Ця акустооптична взаємодія відноситься до III-го типу. Результати наших розрахунків узгоджуються з літературними експериментальними даними. 
REFERENCES
  1. Mys O, Kostyrko M, Smyk M, Krupych O and Vlokh R, 2014. Anisotropy of acoustooptic figure of merit for TeO2 crystals. 1. Isotropic diffraction. Ukr. J. Phys. Opt. 15: 132–154. doi:10.3116/16091833/15/3/132/2014
  2. Yano T and Watanabe A, 1974. Acousto-optic figure of merit of TeO2 for circularly polar-ized light. J. Appl. Phys. 45: 1243–1245. doi:10.1063/1.1663396
  3. Uchida N and Ohmachi Y, 1969. Elastic and photoelastic properties of TeO2 single crystal. J. Appl. Phys. 40: 4692–4695. doi:10.1063/1.1657275
  4. Zyuryukin Yu A, Zavarin S V and Yulaev A N, 2009. Characteristic features of wideband anisot-ropic light diffraction in lithium–niobate crystal by a longitudinal acoustic wave. Opt. Spectrosc. 107: 152–156. doi:10.1134/S0030400X09070224
  5. Yariv A and Yeh P. Optical waves in crystals. Propagation and control of laser radiation. New York: John Wiley & Sons (1984).
  6. Shaskolskaya M P. Acoustic crystals. Moscow: Nauka (1982).
  7. Uchida N, 1971. Optical properties of single-crystals paratellurite (TeO2). Phys. Rev. B. 4: 3736–3745. doi:10.1103/PhysRevB.4.3736
  8. Sirotin Yu I and Shaskolskaya M P. Fundamentals of crystal physics. Moscow: Nauka (1979).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics