Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Spiral patterns in the anisotropy of acousto-optic figure of merit for LiNbO3 crystals: The case of anisotropic diffraction in the interaction plane XY

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

Download this article

Abstract. We have analyzed the anisotropy of acousto-optic figure of merit (AOFM) in LiNbO3 crystals for the three different types of anisotropic acousto-optic (AO) interactions associated with the interaction plane XY. The highest AOFM value (6.4×10–15 s3/kg) is reached for the type IX of anisotropic AO interactions. The highest AOFM for the collinear diffraction corresponds to the type VIII of AO interactions (1.74×10–15 s3/kg). We have found that the AOFM anisotropy in the XY plane is weak enough. With the exception of the collinear-diffraction region, it manifests spiral-like patterns.

Keywords: anisotropic acousto-optic diffraction, figure of merit, lithium niobate crystals 

PACS: 43.35.Sx, 42.70.Mp 
UDC: 535.012.2+535.42+534.321.9
Ukr. J. Phys. Opt. 17 1-9
doi: 10.3116/16091833/17/1/1/2016
Received: 02.12.2015

Анотація.  Проаналізовано анізотропію коефіцієнта акустооптичної якості кристалів LiNbO3 для трьох типів анізотропної акустооптичної (АО) дифракції в площині взаємодії XY. Коефіцієнт акустооптичної якості досягає найвищого значення (6,4×10–15 с3/кг) у випадку анізотропної дифракції для типу IX АО взаємодії. Найвище значення у разі колінеарної дифракції властиве для типу VIII АО взаємодії (1,74×10–15 с3/кг). Виявлено, що анізотропія коефіцієнта акустооптичної якості в площині XY кристалів LiNbO3 слабка і, за винятком області колінеарної дифракції, виявляє спіралевидну поведінку.
REFERENCES
  1. Chang I C, Acousto-optic devices and applications, in M. Bass, E. S. Van Stryland, D. R. Williams, and W L. Wolfe, Handbook of optics, vol. II, Devices, measurement and properties, New York: McGraw-Hill, Chapter 12, pp.12.1–12.54.
  2. Korpel A, Acousto-optics, 2nd Ed. New York: Marcel Dekker, Inc (1997).
  3. Magdich L N and Molchanov V Ya, Acoustooptic devices and their application, Moscow: "Sovetskoe Radio" (1978).
  4. Balakshiy V I, Parygin V N and Chirkov L E, Physical basis of acoustooptics, Moscow: "Radio i Svyaz" (1985).
  5. Dixon R W, 1967. Acoustic diffraction of light in anisotropic media. IEEE J. Quant. Electr. 3: 85—93. doi:10.1109/JQE.1967.1074447
  6. Lemanov V V and Shakin O V, 1972. Light scattering on the elastic waves in uniaxial crystals. Fiz. Tverd. Tela. 14: 229–236.
  7. Pisarevsky Yu V and Silvestrova I M, 1973. Light scattering on the elastic waves in optically biaxial crystals. Kristallografiya. 18: 1003–1013.
  8. Parygin V N and Chirkov L E, 1975. Light diffraction by the ultrasound in anisotropic media. Kvant. Electron. 2: 318–326.
  9. Balakshiy V I, Voloshinov V B and Parygin V N, 1971. Acoustic scanning by light in anisotropic media. Radiotechn. Elektron. 16: 2226–2229.
  10. Mys O, Kostyrko M, Krupych O and Vlokh R, 2015. Anisotropy of the acoustooptic figure of merit for LiNbO3 crystals: isotropic diffraction. Appl. Opt. 54: 8176–8186. doi:10.1364/AO.54.008176
  11. Mys O, Kostyrko M and Vlokh R, 2015. The anisotropy of acousto-optic figure of merit for LiNbO3 crystals: Anisotropic diffraction. Appl. Opt. (to be published). 
  12. Weis R S and Gaylord T K. 1985. Lithium niobate: summary of physical properties and crystal structure. Appl. Phys. A. 37: 191–203.doi:10.1007/BF00614817
  13. Krupych O, Savaryn V and Vlokh R, 2014. Precise determination of full matrix of piezo-optic coefficients with a four-point bending technique: the example of lithium niobate crystals. Appl. Opt. 53: B1–B7. doi:10.1364/AO.53.0000B1
  14. Smith R T and Welsh F S, 1971. Temperature dependence of the elastic, piezoelectric, and dielectric constants of lithium tantalate and lithium niobate. J. Appl. Phys. 42: 2219–2230.doi:10.1063/1.1660528
  15. Jose E B Oliveira and Cheng-Kuei Jen, 1990. Backward collinear acoustooptic interactions in bulk materials. Appl. Opt. 29: 836–840.doi:10.1364/AO.29.000836
  16. Mys O, Kostyrko M, Vasylkiv Yu and Vlokh R, 2015. Anomalous behaviour of acoustooptic figure of merit under the conditions of collinear diffraction. Ukr. J. Phys. Opt. 16: 187-192. doi:10.3116/16091833/16/4/187/2015
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics