Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Acoustic anisotropy for acoustooptic NaBi(MoO4)2 crystals

Martynyuk-Lototska I., Mys O., Kushnirevych M., Krupych O. and Vlokh R.

Download this article

Abstract. Basing on the comprehensive studies of acoustic properties for NaBi(MoO4)2 crystals, we have determined the full matrices of elastic stiffness and compliance coefficients and constructed cross sections of acoustic-wave velocity surfaces by the principal crystallographic planes. We have shown that the slowest acoustic wave propagates in the ab plane at the angle 61.9 deg with respect to the a axis and has the velocity ~ 1948 m/s. The interaction with that wave is expected to provide the highest acoustooptic figure of merit. Deviations of polarization states of the acoustic waves from the purely longitudinal and transverse types and deviations of the acoustic energy flux from the wave vector direction are analyzed for the NaBi(MoO4)2 crystals

Keywords: acoustic wave velocities, elastic stiffness, elastic compliance, anisotropy

PACS: 42.79.Jq, 43.35.Sx
UDC: 535.012.2+535.42+534.321.9
Ukr. J. Phys. Opt. 16 69-76
doi: 10.3116/16091833/16/2/69/2015
Received: 17.02.2015

Анотація.  На основі всебічного вивчення акустичних властивостей кристалів NaBi(MoO4)2 визначено всі коефіцієнти матриць пружних модулів і податливостей і побудовано перетини поверхонь швидкостей акустичних хвиль кристалографічними площинами. Встановлено, що найповільніша акустична хвиля поширюється в площині ab під кутом 61.9 град до осі a зі швидкістю ~ 1948 м/с. Взаємодіє з нею дає змогу очікувати найвищого значення коефіцієнта акустооптичної якості. Проаналізовано відхилення вектора акустичного зміщення від поздовжнього і поперечного станів поляризації акустичних хвиль, а також відхилення потоку акустичної енергії від напрямку хвильового вектора для кристалів NaBi(MoO4)2.
REFERENCES
  1. Sillen L G and Sundvall Н, 1943. Double molybdates and tungstates of alkali metals. Arkiv kemi, mineralogi och. geol. A17: 1–18.
  2. Hazen R M, Finger L W and Mariathasan J W E, 1985. High-pressure crystal chemistry of scheelite-type tungstates and molybdates. J. Phys. Chem. Solids. 46: 253–263. doi:10.1016/0022-3697(85)90039-3
  3. Wasґkowska A, Gerward L, Staun Olsen J, Maczka M, Lis T, Pietraszko A and Morgenroth W, 2005. Low-temperature and high-pressure structural behaviour of NaBi(MoO4)2 – an X-ray diffraction study. J. Sol. State Chem. 178: 2218–2224.
  4. Akimov S V, Stolpakova T M, Dudnik E F and Sinyakov E V, 1977. Photoelastic properties of NaBi(MoO4)2. Fiz. Tverd. Tela. 19: 1832–1833.
  5. Pelikh L N and Gurskas A A, 1979. Low temperature paraelectric NaBi(MoO4)2. Fiz. Tverd. Tela 21: 218–219.
  6. David W I F, Glazer A M and Hewat A W, 1979. The structure and ferroelastic phase transition of BiVO4. Phase Trans. 1: 155–170. doi:10.1080/01411597908213198
  7. Wood I G and Glazer A M, 1980. Ferroelastic phase transition in BiVO4 I. Birefringence measurements using the rotating analyser method. J. Appl. Cryst. 13: 217–223. doi:10.1107/S002188988001196X
  8. Wood I G, Welber B, David W I F and Glazer A M, 1980. Ferroelastic phase transition in BiVO4 II. Birefringence at simultaneous high pressure and temperature. J. Appl. Cryst. 13: 224–229. doi:10.1107/S0021889880011971
  9. David W I F, 1983. Ferroelastic phase transition in BiVO4: III.Thermodynamics. J. Phys. C: Solid State Phys. 16: 5093–5118. doi:10.1088/0022-3719/16/26/006
  10. Pinczuk A, Burns G and Dacol F H, 1977. Soft optical phonon in ferroelastic BiVO4. Sol. State Commun. 24: 163–165. doi:10.1016/0038-1098(77)90598-1
  11. Avakyants L P, Dudnik E F, Kiselyov L F and Mnushkina I E 1983. Study of the soft acoustic mode in ferroelastic BiVO4. Fiz. Tv. Tela, 25: 1910–1912.
  12. Vlokh R and Martynyuk-Lototska I, 2009. Ferroelastic crystals as effective acoustooptic materi-als. Ukr. J. Phys. Opt. 10: 89–99. doi:10.3116/16091833/10/2/89/2009
  13. Akimov S V, Mnushkina I E and Dudnik E F, 1982. Acoustooptic parameters of the bismuth va-nadate. Zhurn. Tekhn. Fiz. 52: 784–785.
  14. Antonenko А М and Stolpakova Т М, 1984. Acoustic properties of the NaBi(MoO4)2 crystals. Ukr. Fiz. Zhurn. 29: 612–614.
  15. Haussühl S, Liebertz J and Schmidt H, 1991. Crystal growth and elastic properties of tetragonal NaBi(MoO4)2. Cryst. Res. Technol. 26: K136–K140. doi:10.1002/crat.2170260630
  16. Mys O, Kostyrko M, Smyk M, Krupych O and Vlokh R, 2014. Anisotropy of acousto-optic figure of merit in optically isotropic media. Appl. Opt. 53: 4616–4627. doi:10.1364/AO.53.004616
  17. Papadakis E P, 1967. Ultrasonic phase velocity by the pulse-echo-overlap method incorporating diffraction phase corrections. J. Acoust. Soc. Amer. 42: 1045–1051. doi:10.1121/1.1910688
  18. Chung D Y and Li Y, 1971. Ultrasonic wave propagation in tetragonal crystals and measurements of the elastic constants of strontium molibdate. Phys. Stat. Sol. (a). 5: 669–675. doi:10.1002/pssa.2210050320
  19. Farley J M, Saunders G A and Chung D Y, 1973. The elastic constants of strontium molibdate. J. Phys. C: Solid State Phys. 6: 2010–2019. doi:10.1088/0022-3719/6/12/004
  20. Sirotin Yu I and Shaskolskaya M P, Fundamentals of crystal physics. Moscow: Nauka, (1979).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics